雄性生殖细胞相关激酶

雄性生殖细胞相关激酶是通过与 v-ros( 165020 ) 蛋白激酶序列的弱交叉杂交分离的蛋白激酶之一(Matsushime 等人,1990)。编码这种激酶的基因几乎只在睾丸中表达,主要在粗线期和/或之后的生殖细胞中表达为 66-和 60-kD 的蛋白质,它们与细胞磷蛋白 p210 形成独特的复合物。p210 蛋白在体外被 MAK 基因产物在丝氨酸和苏氨酸残基处充分磷酸化。这些结果表明MAK基因在精子发生中起重要作用。

Tucker 等人使用单克隆和多克隆抗体(2011)将 MAK 定位到人类视网膜。在感光细胞中,主要在外核层、轴突和内段中观察到标记。含有丰富视紫红质( 180380 ) 的外段没有表现出强烈的 MAK 表达,这在连接纤毛的远端通常没有观察到。在中心凹锥中也观察到 MAK 定位于感光细胞,其中轴突的内段和亨利纤维层呈强阳性。通过正常人视网膜的 Northern 印迹分析,Tucker 等人(2011)检测到最大和最丰富的 MAK 转录物的长度略大于 2,000 个核苷酸;RT-PCR 分析和 DNA 测序揭示了一个新的 75 bp 外显子,以前不知道存在于人类中,位于以前发表的最长的人类 MAK 转录本的外显子 11 和 12 之间。这个 14 外显子视网膜转录本,其中新识别的外显子被指定为外显子 12,包含 648 个氨基酸,计算分子量为 73.3 kD。人体组织的 RT-PCR 分析表明,含有外显子 12 的 MAK 转录物仅在视网膜中表达。

厄兹古尔等人(2011)对来自人类视网膜的全长 MAK 编码序列进行 PCR 扩增,并确定了一个富含光感受器的替代外显子(外显子 13),之前在小鼠中报道过(Omori 等人,2010),它对应于 25 个残基块的系统发育保护。表达分析显示较长的同种型,包括替代外显子,是视网膜中的主要物种,较短的同种型几乎无法检测到表达。在睾丸中,较短的异构体占主导地位,而较长的异构体可在较低水平检测到。

▼ 基因结构

塔克等人(2011)确定 MAK 基因包含 14 个外显子。

▼ 测绘

Taketo 等人使用一组来自种间杂交的 DNA 样本(1994)将 Mak 基因对应到小鼠 13 号染色体,该区域位于与人类染色体 6p 和染色体 5 同源的 2 个区域之间。Taketo 等人(1994)指出,对来自一组小鼠/人类体细胞杂交体的 DNA 样本进行的初步南方分析显示 MAK 基因和 ROS1 基因的一致杂交,先前定位到 6q22。

▼ 分子遗传学

Tucker 等人在一名患有色素性视网膜炎(RP62; 614181 )的犹太血统患者中(2011)进行了外显子组测序,并确定了在 MAK 基因的外显子 9 中插入 353-bp 的 Alu 重复序列的纯合性( 154235.0001 )。对 1,798 名常染色体隐性遗传 RP 无关个体的筛查确定了另外 20 名先证者,他们也有犹太血统,他们是同一个 Alu 插入的纯合子。对表达视网膜分化标志物的皮肤诱导多能干细胞的研究表明,Alu 插入破坏了外显子 9 的正确剪接,这也导致视网膜特异性外显子 12 的丢失,从而阻止成熟的视网膜细胞表达正确的 MAK 同种型。

Ozgul 等人通过对一名 31 岁土耳其 RP 女性进行全外显子组测序,该女性的已知 RP 基因突变呈阴性(2011)确定了 MAK 基因( 154235.0002 ) 中与家族疾病分离的无义突变的纯合性。对 334 名荷兰、意大利、以色列和巴勒斯坦血统的孤立或常染色体隐性 RP 患者的全基因组 SNP 分析显示,11 名先证者具有包含 MAK 基因的大纯合区域;在 3 个先证者( 154235.0003 - 154235.0005 )中鉴定出 MAK 中的纯合错义突变。

▼ 等位基因变体( 5个精选示例):

.0001 色素性视网膜炎 62
麦,353-BP ALU INS,EX9
Tucker 等人在一名患有色素性视网膜炎(RP62; 614181 )的犹太血统患者中(2011)确定了在密码子 428 和 429 之间的 MAK 基因的外显子 9 中插入 353-bp Alu 重复序列的纯合性,预计会导致插入 31 个不正确的氨基酸,然后过早终止。对 1,798 名常染色体隐性遗传 RP 无关个体进行筛查,发现另外 20 名先证者是同一个 Alu 插入的纯合子;还发现 2 个家庭中的 2 个受影响的亲属是 Alu 插入的纯合子。可用于研究的 5 名未受影响的亲属中没有一个是插入的纯合子,并且在 2,952 名无眼病的无关个体中未检测到该突变。插入 Alu 的所有 21 个家庭都报告了犹太血统,尽管没有已知的血缘关系。在 1 个家庭中,未受影响的母亲从土耳其移民,而未受影响的父亲已从俄罗斯移民,这表明突变的创始人可能生活在中世纪塞法迪人和德系犹太人群体分离之前。对表达视网膜分化标志物的皮肤诱导多能干细胞的分析表明,Alu 插入破坏了外显子 9 的正确剪接,这也导致视网膜特异性外显子 12 的丢失,从而阻止成熟的视网膜细胞表达正确的 MAK 同种型。

.0002 色素性视网膜炎 62
马克,GLY240TER
Ozgul 等人对一名 31 岁患有色素性视网膜炎(RP62; 614181 ) 的土耳其女性,她的已知 RP 基因突变呈阴性(2011 年)确定了 MAK 基因中 718C-T 转换的纯合性,导致保守激酶结构域内的 gln240-to-ter(Q240X) 取代,预计会去除激酶亚结构域 XI。她未受影响的第一代表亲父母和 4 名未受影响的同胞是该突变的杂合子,在 130 名土耳其对照中未发现该突变。

.0003 色素性视网膜炎 62
麦,ASN130HIS
在一名 57 岁的荷兰女性色素性视网膜炎(RP62; 614181 ) 中,Ozgul 等人(2011)确定了 MAK 基因中 388A-C 颠换的纯合性,导致激酶结构域内高度保守的残基处发生 asn130 到他的(N130H) 取代。在 163 名荷兰对照中未发现该突变。体外激酶分析表明,与野生型相比,N130H 突变导致激酶活性完全丧失。

.0004 色素性视网膜炎 62
马克,GLY13SER
在一名 23 岁的荷兰男性中,由于色素性视网膜炎(RP62; 614181 )导致严重的隧道视力,Ozgul 等人(2011)确定了 MAK 基因中 37G-A 转换的纯合性,导致激酶结构域内高度保守残基处的 gly13-to-ser(G13S) 取代。在 163 名荷兰对照中未发现该突变。体外激酶分析表明,与野生型相比,G13S 突变导致激酶活性完全丧失。

.0005 色素性视网膜炎 62
麦,ARG166HIS
在 3 名东方犹太人血统的以色列同胞患有视网膜色素变性(RP62; 614181 ),Ozgul 等人(2011 年)确定了 MAK 基因中 497G-A 转换的纯合性,导致激酶结构域内高度保守的残基处发生 arg166-to-his(R166H) 取代。一个未受影响的同胞是突变的杂合子,而另外两个未受影响的同胞不携带 R166H;该突变在 217 名东方犹太人对照中的 1 名中检测到。