CALSEQUESTRIN 1

Calsequestrin（CALQ）是一种高容量、中等亲和力的 Ca（2+）结合蛋白，是心肌和骨骼肌肌浆网（SR）的主要 Ca（2+）缓冲液。CASQ 存在于由不同基因编码的 2 种亚型中：CASQ1，主要存在于快骨骼肌纤维中，以及 CASQ2（ 114251 ），主要存在于慢骨骼肌纤维和心肌中（Rossi 等人的总结，2014 年）。

▼ 克隆与表达
------
藤井等人（1990）分离出人类快肌痉挛骨骼肌钙螯合蛋白的基因组克隆，其编码推断的 390 个氨基酸残基，包括 28 个残基 N 端信号序列。成熟的 362 个氨基酸蛋白质的预测质量为 41 kD。该蛋白质与兔快肌钙螯合蛋白具有显着的同源性。

巴塔耶等人（1994）克隆了钙镁碱的人类 cDNA，这是一种对快肌纤维特异的线粒体钙结合蛋白。序列分析表明它与来自肌浆网的低亲和力但高容量的钙结合蛋白 calsequestrin 相同。Calmitine 代表线粒体的 Ca（2+）储存库；calsequestrin 可能在肌浆网中发挥类似的作用。

▼ 基因结构
------
藤井等人（1990）指出兔 Casq1 基因有 11 个外显子，跨越大约 14 kb 的基因组 DNA。他们发现人类 CASQ1 基因也有 11 个外显子，与兔基因有 96% 的序列同一性。

▼ 测绘
------
通过使用人-鼠体细胞混合映射面板，Fujii 等人（1990）将 CASQ1 基因分配给人类 1 号染色体。

通过荧光原位杂交，Otsu 等人（1993）将 CASQ1 基因定位到 1q21。

▼ 基因功能
------
巴塔耶等人（1994）指出，在 Duchenne 和 Becker 型肌营养不良症患者和营养不良的 dy/dy 小鼠中不存在卡米汀。

▼ 分子遗传学
------
在 4 个意大利家庭的 7 名成员和一名患有 CASQ1 聚集体的空泡性肌病（VMCQA；616231）的无关意大利患者中，Rossi 等人（2014）鉴定了 CASQ1 基因中的杂合错义突变（D244G; 114250.0001 ）。细胞研究表明，该突变导致异常 SR 液泡的形成，其中包含 CASQ1 和其他蛋白质的聚集体，并导致骨骼肌纤维中钙释放的改变。表型较轻，部分患者除血清肌酸激酶水平升高外无症状。

迪布拉西等人（2015）在来自 3 个不相关的意大利 VMCQA 家庭的 10 名患者中确定了 CASQ1 基因中 D244G 突变的杂合性。通过外显子组测序和直接测序的组合发现的突变与家族中的疾病隔离。单倍型分析表明了创始人效应。细胞转染研究表明，野生型和突变型蛋白都倾向于在细胞质内形成聚集体，突变的 CASQ1 形成的聚集体更大。电泳研究表明，突变蛋白的迁移方式与正常蛋白不同，这表明异常蛋白聚集可能是由突变的 CASQ1 异常聚合引起的。

▼ 动物模型
------
戴尼斯等人（2009）指出，缺乏骨骼 Casq1 的小鼠是可行的，但可释放的 Ca（2+）水平降低，并显示出改变的收缩特性。他们发现 Casq1 -/- 小鼠表现出适度增加的自发死亡率和对热和麻醉剂引起的猝死的易感性。将 Casq1 -/- 小鼠暴露于 2% 氟烷或热应激会引发致命的发作，其特征是全身挛缩、核心温度升高和严重的横纹肌溶解。死亡率和所有反应主要在雄性 Casq1 -/- 小鼠中发现，并且通过预先给予丹曲林预防。男性 Casq1 -/- 肌肉表现出对温度和咖啡因的收缩敏感性增加，静息 Ca（2+）的温度依赖性增加，以及去极化诱导的 Ca（2+）释放幅度增加。戴尼斯等人（2009）观察到 Casq1 -/- 小鼠对热和麻醉剂的反应类似于人类恶性高热（MH；参见145600）以及 MH 和环境中暑的动物模型。他们假设 CASQ1 缺乏会改变对 RYR1（ 180901 ）功能的正确控制。

保利尼等人（2011）发现缺乏 Casq1 和 Casq2 的小鼠（Casq-null 小鼠）表现出体重减轻。Casq-null 比目鱼肌纤维，但不是指长伸肌（EDL）纤维，显示超微结构变化。孤立的 Casq-null 比目鱼肌和 EDL 肌肉的抽搐时间动力学均延长，但张力并未降低。当以 100 Hz 刺激 2 秒时，Casq-null 比目鱼肌，但不是 Casq-null EDL 肌肉，能够维持收缩。保利尼等人（2011）得出的结论是，慢纤维可以在没有 CASQ 的情况下发挥作用，因为它们需要较低的 Ca（2+）量和较慢的循环才能正常工作。

▼ 等位基因变体（ 1 选定示例）：
------

.0001 肌病，空泡，有 CASQ1 聚集体
CASQ1, ASP244GLY
在 4 个意大利空泡性肌病家族的 7 个成员中，CASQ1 聚集（VMCQA；616231），Rossi 等人（2014）在 CASQ1 基因中发现了一个杂合的 c.731A-G 转换，导致在一个高度保守的残基处发生了 asp244 到甘氨酸（D244G）的取代，这有助于形成高亲和力钙结合位点之一。蛋白质。在 dbSBP、1000 Genomes Project 或 Exome Variant Server 数据库或 400 个对照 DNA 中未发现该变体，并且在所有 4 个可以进行分离分析的家族中都与该疾病分离。Tomelleri 等人此前曾报道过其中一个家庭（2006）. 单倍型分析表明，至少有两个家族有一个共同的创始人，他们来自意大利东北部。还发现一名无关的意大利散发性疾病患者携带 D244G 突变。与对照组相比，来自 2 名患者的单根肌肉纤维显示出肌浆网钙释放的反应性降低。将突变转染到 COS-7 细胞中显示该突变导致 CASQ1 的聚合受损。突变蛋白在原代大鼠成肌细胞中的表达表明它与 RYR1（ 180901 ）共定位于 SR 的连接区域，类似于野生型，但它形成了类似于在患者肌肉活检中观察到的大的细胞内聚集体。