蛋白磷酸酶 3,催化子单元,伽马异构体
钙调素依赖性蛋白磷酸酶、钙调神经磷酸酶参与广泛的生物活动,充当磷酸化状态的 Ca(2+) 依赖性修饰剂。在睾丸中,精子的运动被认为是由 cAMP 依赖性磷酸化控制的,并且一种独特形式的钙调神经磷酸酶似乎与鞭毛有关。钙调神经磷酸酶全酶分别由 60 和 18 kD 的催化亚基和调节亚基组成。至少 3 个基因,钙调神经磷酸酶 A-α(CALNA1;114105)、钙调神经磷酸酶 A-β(CALNA2;114106)和钙调神经磷酸酶 A-γ(CALNA3),已被克隆用于催化亚基。这些基因已在人类、小鼠和大鼠中得到鉴定,并且在物种之间高度保守(90% 至 95% 的氨基酸同一性)。
▼ 克隆与表达
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Muramatsu 和 Kincaid(1992)从人类睾丸文库中克隆了睾丸特异性催化亚基钙调神经磷酸酶 A-γ 的可变剪接变体的 cDNA。该核苷酸序列编码一种含有 502 个氨基酸的蛋白质。cDNA 序列与该基因的小鼠形式的不同之处在于编码区有 30 bp 的缺失,其位置与催化亚基的其他 2 个基因中的位置相匹配。研究结果表明,选择性剪接事件发生在 3 个基因发散之前。人类蛋白质的推导序列与同源小鼠形式只有 88% 相同;这表明睾丸特异性基因的进化速度更快。
▼ 基因功能
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格伯等人(2003)指出,钙调神经磷酸酶活性在多巴胺能信号转导的下游调节和某些形式的 N-甲基-D-天冬氨酸受体依赖性突触可塑性的诱导中起着关键作用。因此,钙调神经磷酸酶功能可能包括多巴胺能和谷氨酸能信号之间的关键联系。
▼ 测绘
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Muramatsu 和 Kincaid(1992)通过分析含有来自人类仓鼠体细胞杂交体 DNA 的 Southern 印迹,表明 CALNA3 基因位于人类 8 号染色体上(2003)指出 PPP3CC 基因定位到染色体 8p21.3。
▼ 分子遗传学
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格伯等人(2003)检查了编码钙调神经磷酸酶亚基或钙调神经磷酸酶相关分子的基因,这些基因对应到人类精神分裂症易感性基因座。大量受影响家庭样本的遗传不平衡研究表明 PPP3CC 基因与精神分裂症有关。PPP3CC 基因定位于已确认的精神分裂症易感基因座(SCZD6; 603013 )。
▼ 动物模型
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宫川等人(2003)发现,钙调神经磷酸酶条件性敲除(KO) 的小鼠表现出多种与精神分裂症相关的异常行为( 181500 )。他们对钙调神经磷酸酶-KO 小鼠进行了全面的行为测试。突变小鼠表现出运动活动增加、社交互动减少以及前脉冲抑制和潜伏抑制受损。此外,突变小鼠对 MK-801 的运动刺激作用表现出增强的反应。总的来说,突变小鼠的异常被认为与精神分裂症所描述的异常惊人地相似。这些研究中的敲除小鼠具有前脑特异性敲除。
宫田等人(2015)证明缺乏 Ppp3cc 或 Ppp3r2( 613821 ) 基因的雄性小鼠(基因敲除小鼠)是不育的,由于中间件不灵活,精子活力降低。用环孢菌素 A 或 FK506 治疗小鼠会产生精子活力和形态缺陷的表型。这些缺陷出现在治疗的 4 到 5 天内,这表明精子特异性钙调神经磷酸酶在附睾转运过程中赋予中段柔韧性。停止治疗一周后,雄性小鼠的生育能力恢复。宫田等人(2015) 表明因为人类精子含有 PPP3CC 和 PPP3R2 作为钙调神经磷酸酶的一种形式,抑制这种精子特异性钙调神经磷酸酶可能会导致开发一种可逆的男性避孕药,该避孕药将靶向附睾中的精子。