微管蛋白酪氨酸连接酶样3

TTLL3 是一种微管蛋白甘氨酸连接酶，它与 TTLL8（ 619193 ）一起启动微管上微管蛋白的翻译后甘氨酸化（Rocha et al., 2014总结）。

▼ 克隆与表达

Pathak 等人使用原位杂交（2011）发现 ttll3 在发育中的斑马鱼的多个纤毛上皮细胞中表达。

Rocha 等人使用定量 RT-PCR 分析（2014）在所有检查的小鼠组织中检测到 Ttll3 的表达，包括结肠，其中 Ttll8 不表达。在结肠中，Ttll3 在整个隐窝中表达。

Bosch Grau 等人使用 RT-PCR 分析（2017）表明 Ttll3 是小鼠视网膜中唯一表达的起始甘氨酰化酶。

▼ 测绘

Gross（2021）基于 TTLL3 序列（GenBank AF078842 ）与基因组序列（GRCh38）的比对，将 TTLL3 基因对应到染色体 3p25.3 。

▼ 基因功能

Wloga 等人使用过表达和敲除分析（2009）表明，由四膜虫 Ttll3 基因编码的蛋白质是微管蛋白甘氨酸连接酶，主要通过修饰外部微管的微管蛋白起作用。Ttll3 是微管蛋白上甘氨酰侧链起始所必需的，并促进四膜虫中的轴丝伸长。在四膜虫中，微管蛋白的糖基化和谷氨酰化相互负调节，因为 Ttll3 表达增加了微管蛋白的单糖基化，而 Tttll3 敲除减少了微管蛋白的糖基化并增加了微管蛋白的谷氨酰化。

博世格劳等人（2013）发现在发育中的小鼠室管膜纤毛中，甘氨酰化和谷氨酰化受到动态调节。谷氨酰化与初级和活动纤毛的纤毛组装同时产生，并且对纤毛发生很重要。相比之下，纤毛发生不需要糖基化，但它对轴丝的稳定性和维持很重要，因为它仅在成熟的活动纤毛中变得突出。原位小鼠脑的杂交分析表明，polyglutamylase Ttll6（610849）和单甘酶 Ttll3 和 Ttll8 在室管膜层中特异性表达。室管膜细胞的敲除研究表明，Ttll8 对适当的纤毛发生或纤毛维持很重要，Ttll6 调节轴丝运动并对纤毛跳动很重要。Ttll8 的消耗导致纤毛细胞数量减少，表明糖基化在纤毛组装和/或稳定性中的重要性。Ttll3 的消耗不影响室管膜细胞的纤毛。在 Ttll3 -/- 小鼠中敲除 Ttll8 揭示了 Ttll3 和 Ttll8 之间的部分功能冗余，并证实了 Ttll3 和 Ttll8 的糖基化对于室管膜纤毛的形成和/或维持是必不可少的。

通过研究表达 Ttll3 和 Ttll8 的小鼠胚胎成纤维细胞（MEF），Rocha 等人（2014）发现初级纤毛中存在甘氨酰化，就像在运动纤毛中一样，并且初级纤毛维持需要甘氨酰化酶。MEFs 中 Ttll3 的缺失不影响初级纤毛，因为这些纤毛中的糖基化可以单独由 Ttll8 进行。然而，MEFs 中 Ttll3 和 Ttll8 的缺失要么导致纤毛丢失，要么由于缺乏糖基化而干扰初级纤毛的组装，导致无法维持形成的初级纤毛。Ttll3 是小鼠结肠中唯一表达的甘氨酰化酶，培养的小鼠结肠上皮细胞中缺乏 Ttll3 会减少原发性纤毛的数量。结肠癌患者肿瘤样本的 RT-PCR 分析（ 114500）揭示 Ttll3 表达在人类结肠直肠癌中被下调。

▼ 动物模型

Wloga 等人（2009）发现斑马鱼中 ttll3 的缺失导致轴丝缩短和丢失。此外，ttll3 敲低减少了斑马鱼纤毛中的微管蛋白单糖基化，影响了纤毛组装，增加了微管蛋白谷氨酰化，并导致左右不对称缺陷。

帕塔克等人（2011）表明斑马鱼中的 ttll3 敲低导致微管蛋白糖基化的丧失，导致纤毛相关缺陷。然而，与Wloga 等人的研究结果相反（2009 年），Pathak 等人（2011）发现 ttll3 敲低的斑马鱼具有正常的左右不对称性。斑马鱼中的 Ttll6 敲低显着降低了前肾纤毛中的微管蛋白谷氨酰化，并导致单个纤毛中谷氨酰化的丧失，导致纤毛缺陷，但 ttll6 敲低不影响基体或纤毛过渡区的微管蛋白谷氨酰化。斑马鱼中 ttll3 和 ttll6 的组合协同增加了纤毛功能和超微结构缺陷，表明 ttll3 和 ttll6 在维持轴丝结构和纤毛功能方面可能具有重叠功能。

罗查等人（2014）发现 Ttll3 的缺失（小鼠结肠中唯一表达的甘氨酰化酶）导致结肠上皮中原发性纤毛的数量减少。初级纤毛能够在 Ttll3 -/- 结肠上皮细胞中形成，但由于缺乏翻译后糖基化，它们没有得到维持并丢失。Ttll3 -/- 小鼠结肠组织没有明显异常，但原发性纤毛的缺失导致结肠上皮细胞增殖增加并促进结肠癌发生。

博世格劳等人（2017）发现 Ttll3 -/- 小鼠视网膜感光细胞中的微管蛋白糖基化丢失，导致感光细胞中的高谷氨酰化。Ttll3 -/- 视网膜中增加的谷氨酰化不是由于谷氨酰化酶表达的变化，而是由于微管蛋白上修饰位点的释放。糖基化控制光感受器连接纤毛的长度和功能，视网膜中 Ttll3 的缺失导致光感受器中连接纤毛的逐渐缩短，同时增加了微管蛋白多谷氨酰化。此外，感光器中连接纤毛的逐渐缩短导致老年 Ttll3 -/- 小鼠的感光器进行性退化。作者还发现，携带去谷氨酰酶 Agtpbp1 突变的 Pcd 小鼠（606830 ），光感受器进行性退化，并再现了在 Ttll3 -/- 视网膜中观察到的高谷氨酰化表型。博世格劳等人（2017）得出结论，光感受器中微管蛋白甘氨酰化和谷氨酰化平衡的改变会导致视网膜变性。

加达达尔等人（2021）发现 Ttll3 -/- Ttll8 -/- 双敲除小鼠在有机体和组织水平上没有明显缺陷，但它们在初级和活动纤毛和精子鞭毛中完全没有糖基化。纤毛和鞭毛存在于所分析的所有 Ttll3 -/- Ttll8 -/- 组织中，并且 Ttll3 -/- Ttll8 -/- 小鼠没有纤毛缺陷，包括室管膜细胞中纤毛的缺失。然而，Ttll3 -/- Ttll8 -/- 雄性小鼠不育，精子活力降低。Ttll3 -/- Ttll8 -/- 精子鞭毛具有不对称的节拍，与野生型精子的对称鞭毛节拍不同，不对称的鞭毛节拍模式导致精子游动路径异常。对精子轴丝的原生 3 维结构的测定表明，Ttll3 -/- Ttll8 -/- 精子中缺乏糖基化导致精子轴丝内轴丝动力蛋白构象的分布改变。缺乏糖基化干扰了精子运动活动的协调，因为有效控制动力蛋白动力冲程循环需要糖基化，这对于产生生理鞭毛跳动至关重要。