眼晶状体纤维的主要内在蛋白质

眼晶状体纤维膜（MIP）的主要内在蛋白是在眼晶状体分化过程中出现的一种丰富的蛋白质，其分子量约为 26 kD。Gorin 等人分离了牛 MIP 基因（1984 年）。Pisano 和 Chepelinsky（1991）报道了 MIP 基因的完整核苷酸序列。

▼ 基因结构

Pisano 和 Chepelinsky（1991）报道了 MIP 基因的基因组结构。该基因跨度为 3.6 kb，包含 4 个外显子，并且在单倍体人类基因组中以单拷贝形式存在。转录从 TATA 框下游 26 个核苷酸的单个位点开始。

▼ 基因功能

王等人（1995）绘制了 MIP 5 素非编码区中的 2 个负调控元件，并证明该启动子在晶状体细胞中具有活性，但在肾上皮细胞或小鼠成纤维细胞中不具有活性。

▼ 生化特征

戈南等人（2004）通过电子晶体学确定了水通道蛋白-0 膜连接的结构。该连接由相邻膜中 AQP0 分子之间的 3 个局部相互作用形成，主要由来自不同物种的 AQP0 中保守但在大多数其他水通道蛋白中不存在的脯氨酸残基介导。虽然所有先前确定的水通道蛋白结构都显示孔处于开放构象，但水孔在 AQP0 连接处是封闭的。作者还观察到 AQP0 的水通路中存在额外的孔隙收缩，这在其他可能导致孔隙门控的水通道蛋白结构中是未见的。

戈南等人（2005）描述了 1.9 埃的结 AQP0 结构，由双层二维晶体的电子晶体学确定。连接和非连接 AQP0 结构的比较表明，连接的形成取决于细胞外环中的构象转换，这可能是由于细胞质氨基和羧基末端的切割。在水通路的中心，连接 AQP0 中的封闭孔仅保留 3 个水分子，这些水分子间距太大，无法相互形成氢键。晶体阵列中 AQP0 四聚体之间的堆积相互作用是由脂质分子介导的，脂质分子具有优选的构象。戈南等人（2005）因此，能够为 AQP0 四聚体周围的脂质双层建立原子模型，并描述脂质-蛋白质相互作用。

▼ 测绘

斯帕克斯等人（1985）在体细胞杂交体的Southern分析中使用牛MIP探针将人类MIP基因分配给染色体12。使用具有人类12的各种缺失和重排的杂交细胞，他们进一步将该基因分配给12cen-q14。通过原位杂交，Griffin 和 Shiels（1992）将 MIP 基因分配给 12q14。人类 12 号染色体的这个区域是与小鼠 10 号染色体同线性保守的区域之一。小鼠基因座 Mip 在小鼠 10 号染色体远端的 Cat 基因座附近作图（Peters，1990；Griffin 和 Shiels，1992）。

马等人（1997）将 MIP26 基因称为 AQP0，并证明尽管它位于 12q13，但它不在包含 AQP2、AQP5（ 600442 ）和 AQP6（ 601383 ）的同一个 200-kb YAC 克隆中；后 3 个基因仅跨越约 27 kb。

Saito 等人在高分辨率 R 带染色体和人类基因组 DNA 克隆上使用 2 色荧光原位杂交水通道蛋白 2（AQP2; 107777 ）和 MIP 作为探针（1995）发现这两个基因都位于区域 12q13 的附近。MIP 似乎远离 AQP2。

▼ 分子遗传学

贝瑞等人（2000）确定了 2 个常染色体显性白内障家族（ 154050.0001 - 154050.0002 ）的 MIP 基因突变。一个家庭的受累成员有离散的、先天性的、孤立的、进行性的、双侧的、点状晶状体混浊，仅限于中部和外周片层；一些人有不对称的前后极混浊，一个主要是皮质性白内障，因此促使Berry 等人（2000）将白内障描述为多态性。另一个家庭表现为孤立的、精细的、非进展性的、先天性的板层和缝线混浊。

弗朗西斯等人（2000）使用非洲爪蟾卵母细胞表达系统证明具有 T138R（ 154050.0001 ）或 E134G（ 154050.0002 ）突变的MIP 蛋白由于突变蛋白向卵母细胞质膜的转移受损而导致膜水通道活性丧失。尽管已知AQP1（ 107776 ）和 AQP2 蛋白的错义突变会导致体内和体外的隐性性状，但当 E134G 或 T138R 与野生型 AQP0 蛋白共表达时，突变蛋白会表现出显性负性行为。作者假设 AQP0 蛋白中不太严重的缺陷可能导致患有常见、不那么暴发性白内障的患者出现晶状体混浊。

Bateman 等人先前报道的在分离常染色体显性白内障的家庭中受影响的成员（1986 年）并由Bateman 等人对应到染色体 12q13（2000），盖尔等人（2006）确定了 MIP 基因（3223delG; 154050.0003 ）中的移码突变。

▼ 动物模型

Shiels 和 Bassnett（1996）证明小鼠 Mip 基因的不同突变是小鼠常染色体显性白内障的一种形式。白内障 Fraser 突变是转座子诱导的剪接错误，它用长末端重复序列代替 MIP 的羧基末端。晶状体混浊突变是一种氨基酸替代，可抑制 MIP 靶向细胞膜。作者表示，这些等位基因白内障突变提供了第一个直接证据，证明 MIP 在透明晶状体的发育中起着至关重要的作用。白内障 Fraser 突变，最初被Fraser 和 Schabtach（1962）称为“Shrivelled” ，定位于小鼠 10 号染色体远端附近，Griffin 和 Shiels（1992）定位了 MIP 基因。.

▼ 等位基因变体（ 3 精选示例）：

.0001 白内障 15，多种类型
MIP，THR138ARG
在 4 代分离常染色体显性白内障（CTRCT15; 615274 ）谱系中，Berry 等人（2000）确定了 C 到 G 颠换，导致 MIP 基因的密码子 138（T138R）处苏氨酸到精氨酸取代。突变发生在跨膜螺旋 4 内的一个高度保守的氨基酸中。所有受影响的个体都有离散的、先天性的、孤立的、进行性的、双侧的、点状晶状体混浊，仅限于中部和外周薄片；一些人有不对称的前后极混浊，一个主要是皮质性白内障，因此促使Berry 等人（2000）将白内障描述为多态性。在 100 名正常对照中未发现该突变。

.0002 15 级白内障，板层状混浊
MIP、GLU134GLY
在一个患有常染色体显性遗传的先天性白内障的家庭中，所有受影响的家庭成员都有孤立的、精细的、非进行性的、先天性的板层和缝线混浊（CTRCT15; 615274 ），Berry 等人（2000）鉴定了 MIP 基因外显子 2 中的 A 到 G 颠换，导致密码子 134（E134G）处的谷氨酸被甘氨酸取代。该突变发生在位于跨膜螺旋 4 内的高度保守的氨基酸中，预计会影响水通道或通过该通道的水转移。在 100 名正常对照中未发现该突变。

.0003 白内障 15，多种类型
MIP，1-BP DEL，3223G
在Bateman 等人最初报告的一个家庭的受影响成员中（1986）患有常染色体显性白内障（CTRCT15; 615274 ），Geyer 等人（2006）在 MIP 基因外显子 4 的密码子 235 内发现了一个 1-bp 缺失（3223delG），导致移码改变了 45 个后续氨基酸中的 41 个，并产生了一个过早的终止密码子。10 名受影响的成员表现出不同的白内障表现，胚胎核中有放射状、空泡状或致密混浊（Bateman 等人，1986 年；Bateman 等人，2000 年）。Geyer 等人报告的另外两个成员（2006）有轻微和不同的白内障，有细小的点状皮质混浊。在测试的 11 名未受影响的家庭成员中未发现该突变。