Mitofusin-2

Das MFN2-Gen befindet sich auf Chromosom 1 am Genlokus 1p36.22.

Mitofusin-2 besteht aus 757 Aminosäuren und setzt sich aus mehreren funktionellen Domänen zusammen. Am N-terminalen Ende befindet sich die große zytosolische GTPase-Domäne, gefolgt von mehreren Coiled-Coil Heptaden-Repeats sowie einer Prolin-reichen Region. Danach sind zwei aufeinanderfolgende Transmembrandomänen in die äußere Mitochondrienmembran eingebettet. Am C-terminalen Ende befindet sich eine zweite Heptaden-Repeat-Domäne.

Untersuchungen mittels Elektronenmikroskopie haben gezeigt, dass Mitofusin-2 bevorzugt in Bereichen auftritt, an denen benachbarte Mitochondrien in Kontakt stehen. Diese Lokalisation weist auf seine zentrale Funktion bei der Fusion mitochondrialer Membranen hin. Energie für die Fusion wird aus der Hydrolyse von GTP gewonnen:

$${\displaystyle {\ce {GTP + H2O -> GDP + Phosphat + (H+)}}}$$

Auch der gegenläufige Prozess, die Teilung von Mitochondrien (mitochondriale Fission), wird durch Mitofusin-2 beeinflusst.

Darüber hinaus ist MFN2 an der Kontrolle des Mitochondrienstoffwechsels, der Mitophagie und der Calciumhomöostase beteiligt. Diese Funktionen sind entscheidend für die Energieproduktion, die Zellüberlebensfähigkeit und die Adaptation an zellulären Stress.

Neuere Forschungsergebnisse zeigen, dass MFN2 die Proteinhydrierung und -degradation unterstützt. Es wurde entdeckt, dass MFN2 mit dem Proteasom und Chaperonen interagiert, um die Proteinqualität aufrechtzuerhalten und schädliche Proteinaggregate zu verhindern, die neurodegenerative Erkrankungen begünstigen können.

Die Charcot-Marie-Tooth-Krankheit Typ 2A wird durch Mutationen im MFN2-Gen hervorgerufen. Des Weiteren ist eine veränderte Expression von MFN2 mit verschiedenen Krankheitsbildern assoziiert:

• Alzheimer-Krankheit
• Parkinson-Erkrankung
• Adipositas, Typ-2 Diabetes mellitus, Insulinresistenz
• Kardiomyopathie
• verschiedene Krebserkrankungen

• Chen, H., & Chan, D. C. (2005). Emerging functions of mammalian mitochondrial fusion and fission. Human Molecular Genetics, 14(suppl_2), R283-R289.
• de Brito, O. M., & Scorrano, L. (2008). Mitofusin 2 tethers endoplasmic reticulum to mitochondria. Nature, 456(7222), 605-610.
• Rocha, A. V., & Nunes, V. L. (2018). Mitofusin 2: from functions to disease. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 6, 102.
• Dorn, G. W. (2019). Mitofusin 2 links mitochondrial and endoplasmic reticulum function with metabolism and neurodegeneration. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research, 1866(11), 1132-1141.
• Züchner, S., et al. (2004). Mutations in the mitochondrial GTPase mitofusin 2 cause Charcot-Marie-Tooth neuropathy type 2A. Nature Genetics, 36(5), 449-451.
• Schneeberger, M., et al. (2013). Mitofusin 2 in POMC neurons connects ER stress with leptin resistance and energy imbalance. Cell, 155(1), 172-187.
• uniprot.org - MFN2, abgerufen am 09.02.25
• Filadi et al., Mitofusin 2: from functions to disease, Cell Death Dis, 2018
• Koshiba et al., Structural basis of mitochondrial tethering by mitofusin complexes, Science, 2004