阳离子依赖性甘露糖 6-磷酸盐受体

两种甘露糖 6-磷酸受体（MPR；M6PR 和 MPRI，147280）介导溶酶体水解酶募集到跨高尔基网络的网格蛋白包被区域，载体囊泡将 MPR 水解酶复合物从该区域输送到内体（Puertollano 等人总结等人，2001 年）。

▼ 克隆与表达

路德维希等人（1992）克隆了小鼠中的阳离子依赖性甘露糖 6-磷酸受体，以及与之对应的一个非常不寻常的假基因。尽管转录起始位点上游的 5 元区域中的启动子元件类似于组成型转录基因中的启动子元件，但 Northern 印迹分析表明该基因在成年小鼠组织和小鼠发育过程中的表达是可变的。

假基因

路德维希等人（1992）在小鼠中克隆了一个 M6pr 假基因。侧翼为同向重复的假基因几乎与 cDNA 共线，表明它可能是由 mRNA 的逆转录产生的。假基因在 2 个方面与 cDNA 不同。在其 5 素末端，假基因包含一个额外的 340 个核苷酸序列，与功能基因的启动子区域同源。该序列在体外表现出一些启动子活性。此外，在假基因中，24 个核苷酸的插入中断了与 cDNA 的 5 素非编码区同源的区域。在功能基因中，这个 24 个核苷酸的序列出现在外显子 1 和 2 之间，其两侧是典型的外显子/内含子边界共有序列。因此，它可能代表了功能基因的一个额外的外显子。路德维希等人（1992）提出可以通过使用不同的启动子和/或可变剪接来调节小鼠中 M6PR 基因的表达。

▼ 基因结构

在小鼠中，Ludwig 等人（1992）确定 M6pr 基因存在于每个单倍体基因组 1 个拷贝中。M6pr 基因的基因组长度为 10 kb，包含 7 个外显子。外显子 1 编码 mRNA 的 5 素非翻译部分，而外显子 2-7 编码腔、跨膜和细胞质结构域。外显子 7 还包含 mRNA 的 1.2-kb 3-prime 非翻译区。转录起始位点上游的 5 元区域中的启动子元件类似于组成型转录基因中包含的启动子元件。

▼ 测绘

达姆斯等人（1987 年）和Pohlmann 等人（1987）通过使用 cDNA 克隆对一组体细胞杂交体进行分析，证明阳离子依赖性受体的基因位于人类第 12 号染色体上。

路德维希等人（1992）将 M6pr 基因定位到小鼠的 6 号染色体。路德维希等人（1992）将小鼠假基因对应到 3 号染色体。

▼ 基因功能

渡边等人（1990）研究了 SMPR 在不表达较大的胰岛素样生长因子 II/甘露糖 6-磷酸受体的转染小鼠 L 细胞中的功能。研究结果表明，SMPR 在新合成的溶酶体酶的分选中起作用。

基于其分子大小，6-磷酸甘露糖受体的阳离子非依赖性（ 147280 ）和阳离子依赖性形式分别称为 MPR46 和 MPR300。两者都介导含有 Man-6-P 的溶酶体蛋白靶向溶酶体。波尔曼等人（1995）通过研究来自小鼠胚胎的成纤维细胞，研究了其中一种或两种 MPR 对溶酶体蛋白转运的贡献，这些成纤维细胞对于 MPR46 或 MPR300 或两者的破坏等位基因是纯合的。缺少两个 MPR 的成纤维细胞分泌大部分新合成的溶酶体蛋白，无法维持溶酶体的分解代谢功能。结果，溶酶体蛋白的细胞内水平下降到不到 20%，未消化的物质积聚在溶酶体区室中。缺乏任何一种 MPR 的成纤维细胞仅表现出部分错误分类，并且通常维持溶酶体蛋白的一半正常至正常水平。在双 MPR 缺陷型成纤维细胞的分泌物中发现了与单个 MPR 缺陷型成纤维细胞分泌物中相同种类的溶酶体蛋白，但比例不同。这向作者表明，MPR 对一种或几种溶酶体蛋白都没有独特的亲和力。此外，两个 MPR 都不能在体内替代另一个的损失。波尔曼等人（1995）提出，溶酶体蛋白内和不同溶酶体蛋白之间 Man-6-P 识别标记的异质性需要进化出具有互补结合特性的 2 个 MPR，以确保有效靶向溶酶体蛋白。

阳离子非依赖性和阳离子依赖性甘露糖-6-磷酸受体的胞质尾部均含有酸性簇-二亮氨酸信号，可指导从反式高尔基网络到内体-溶酶体系统的分选。Puertollano 等人（2001）发现这些信号与定位于高尔基体、含 γ 耳的 ARF 结合蛋白（GGA1, 606004 ; GGA2, 606005 ; GGA3, 606006 ）的 VHS 结构域结合。受体和 GGA 将跨高尔基网络留在相同的管泡载体上。一个显性阴性 GGA 突变体阻止了受体从跨高尔基网络中的退出。因此，Puertollano 等人（2001）得出的结论是，GGAs 似乎介导了 6-磷酸甘露糖受体与反式高尔基网络的分选。

▼ 生化特征

罗伯茨等人（1998）报道了与 6-磷酸甘露糖以 1.8 埃分辨率复合的牛阳离子依赖性 MPR（残基 3 至 154）胞质外结构域的糖基化缺陷但功能齐全的 3 维结构。阳离子依赖性 MPR 的胞质外结构域结晶为二聚体，每个单体折叠成一个 9 股扁平的 β 桶，与抗生物素蛋白有着惊人的相似之处。二聚体的 2 个配体结合位点之间 40 埃的距离为观察到的阳离子依赖性 MPR 对各种溶酶体酶的结合亲和力差异提供了结构基础。

▼ 基因家族

磷酸甘露糖残基特异性受体在溶酶体酶分离和靶向溶酶体中起关键作用。由于溶酶体酶与粗面内质网中的膜蛋白和分泌蛋白共享一个共同的合成位点，因此它们必须从这些其他蛋白质中分选出来，以便特异性地递送至溶酶体。这种特异性转运是通过在溶酶体酶上产生 6-磷酸甘露糖（M6P）识别标记来完成的，然后该酶与位于高尔基体中的 6-磷酸甘露糖受体特异性结合；然后受体-配体复合物通过囊泡转移到溶酶体前区室，低 pH 值刺激解离。已鉴定出两种不同的甘露糖 6-磷酸受体：一种不依赖于阳离子（ 147280），表观分子量为 215,000。第二种，阳离子依赖性甘露糖 6-磷酸受体，或小甘露糖 6-磷酸受体（SMPR），表观分子量仅为 46,000，需要二价阳离子才能与其配体高亲和力结合（Dahms 等人总结., 1987 年）。这两种受体在免疫学上不相关，序列分析表明没有同源性（Pohlmann 等，1987）。