síndrome de disfunções mitocondriais múltiplas pode ser causada por mutações no gene NFU1 ou BOLA3. As proteínas produzidas a partir de cada um destes genes parecem estar envolvidas na formação de moléculas chamadas aglomerados ferro-enxofre (Fe-S) ou na ligação destes aglomerados a outras proteínas. Certas proteínas requerem o apego de aglomerados Fe-S para funcionar corretamente.as proteínas NFU-1 e BOLA3 desempenham um papel importante na mitocôndria., Nestas estruturas, várias proteínas realizam uma série de passos químicos
para converter a energia nos alimentos em uma forma que as células podem usar. Muitas das proteínas envolvidas nestes passos requerem clusters Fe-S para funcionar, incluindo complexos proteicos chamados complexos I, complexo II e complexo III.,
Fe-S clusters também são necessárias para a outra proteína mitocondrial para a função; esta proteína está envolvida na modificação de proteínas adicionais que ajuda na produção de energia nas mitocôndrias, incluindo o complexo piruvato desidrogenase e alfa-cetoglutarato desidrogenase complexo (também conhecido como o oxoglutarate complexo desidrogenase). Esta modificação também é fundamental para a função do sistema de clivagem da glicina, um conjunto de proteínas que quebra um bloco de construção de proteínas (aminoácido) chamado glicina quando os níveis se tornam muito altos.,mutações
no gene NFU1 ou BOLA3 reduzem ou eliminam a produção da respectiva proteína, o que prejudica a formação do aglomerado Fe-S. Consequentemente, as proteínas afectadas pela presença de clusters Fe-S, incluindo as envolvidas na produção de energia e na degradação da glicina, não podem funcionar normalmente. A redução da actividade do complexo I, II ou III, piruvato desidrogenase ou alfa-cetoglutarato desidrogenase leva a acidose láctica potencialmente fatal, encefalopatia e outros sinais e sintomas da síndrome de disfunções mitocondriais múltiplas., Em alguns indivíduos afetados, a diminuição do sistema de clivagem da glicina leva a um acúmulo de glicina.
