含锌指 FYVE 结构域的蛋白质 27

ZFYVE27 参与调节内质网（ER）形态和内质网小管和网络的形成（ Chang et al., 2013 ）。

▼ 克隆与表达

曼南等人（2006）将 ZFYVE27 确定为潜在的 spastin（ 604277）-酵母2-杂交试验中的相互作用蛋白。他们描述了 ZFYVE27 的 4 个剪接变体。推导出的 403 个氨基酸的 ZFYVE27a 蛋白在其 N 端半部分具有 3 个跨膜（TM）结构域和一个包含锌指 FYVE 结构域的 C 端结构域。ZFYVE27b 和 ZFYVE27c 分别含有 342 和 317 个氨基酸，与 ZFYVE27a 相比，N 末端截短，因此 ZFYVE27b 缺乏 TM1，ZFYVE27c 缺乏 TM1 和 TM2。推导出的 285 个氨基酸的 ZFYVE27d 蛋白具有 TM2 和 TM3，但与其他亚型相比，它在 C 末端有所不同，并且缺少锌指 FYVE 结构域。人脑 RNA 的 RT-PCR 扩增了对应于 ZFYVE27c 的单个转录本。用表位标记的 ZFYVE27c 构建体瞬时转染 HeLa 细胞显示 ZFYVE27c 主要在点状囊泡中表达，尽管在一小部分细胞中观察到管状表达模式。共定位研究检测到与内体标记 EEA1 的重叠表达（605070 ）和内质网标记 RTN1（ 600865 ）。

张等人（2013）报道 protrudin 以多种剪接形式存在，所有这些形式都编码具有 3 个疏水片段的蛋白质。411 个氨基酸异构体（GenBank NP_653189）在其 N 末端附近包含一个 RAB 结合结构域，随后是 2 个紧密间隔的疏水区段、第三个细长疏水区段、酸性束（FFAT）中的 2 个苯丙氨酸、一个卷曲螺旋结构域和一个 C 末端 FYVE 结构域锌结合基序。前 2 个疏水片段形成 TM 结构域，而第三个疏水片段包含一个脯氨酸残基（pro200），该残基将该片段弯曲成一个不跨越双层的膜内发夹。当在 ER 膜内表达时，在细胞质侧检测到 protrudin 的 RAB 结合、FFAT、卷曲螺旋和 FYVE 结构域，在腔侧只有 TM1 和 TM2 之间的短片段。Protrudin 通过其 N 端 92 个残基形成寡聚体。在转染的 HeLa 细胞中，突出蛋白定位于管状 ER 结构，但不定位于片状 ER 结构。

▼ 基因结构

曼南等人（2006）确定 ZFYVE27 基因由 13 个外显子组成。

▼ 测绘

曼南等人（2006）注意到 ZFYVE27 基因对应到染色体 10q24.2。

▼ 基因功能

Mannan 等人在 NIH3T3 细胞中使用免疫共沉淀研究（2006）发现 ZFYVE27c 与 spastin 的 N 端结构域相互作用，该结构域由 MIT（微管相互作用和转移）基序组成。免疫沉淀测定证实了内源性 spastin 与转染的 ZFYVE27c 的相互作用。

Shirane 和 Nakayama（2006）确定 protrudin 是一种哺乳动物蛋白，它通过与鸟苷二磷酸（GDP）结合形式的 Rab11 相互作用促进神经突形成（参见605570）。细胞外信号调节激酶（ERK; 600997 ）响应神经生长因子（NGFB; 162030 ）对 protrudin 的磷酸化促进 protrudin 与 Rab11-GDP 的结合。RNA 干扰对 protrudin 的下调诱导膜向所有方向延伸并抑制神经突形成。因此，Shirane 和 Nakayama（2006）得出结论，protrudin 调节依赖于 Rab11 的膜循环以促进神经突形成所需的定向膜转移。

通过突变和缺失分析，Chang 等人（2013）发现 protrudin 的所有 3 个疏水片段都有助于其 ER 定位，并且疏水片段 3 中的 pro200 有助于 protrudin 定位到管状 ER 结构。共沉淀分析表明，protrudin 与 atlastin GTPase ATL1（ 606439 ）、ATL2（ 609368 ）和 ATL3（ 609369 ）以及 REEP5（ 125265）相互作用，所有这些都参与塑造管状 ER 的高曲率。Protrudin还与 REEP1（ 609139）和 spastin 的大 M1 同种型，但不是片状 ER 蛋白。protrudin 的 N 末端膜结合结构域是其与所有管状 ER 蛋白相互作用所必需的。通过小干扰 RNA 耗尽 HeLa 细胞中的 protrudin 导致异常的 ER 网络形态，互连密度增加和 ER 片层扩展。protrudin 的 C 末端 FFAT、卷曲螺旋和 FYVE 结构域对于正常的 ER 网络形成至关重要。

Hashimoto 等人使用具有表位标记的小鼠 protrudin 的神经元特异性表达的转基因小鼠（2014）发现 protrudin 与大量蛋白质共沉淀，其中大部分定位于质膜或 ER。共免疫沉淀分析证实 protrudin 与 Atl1、Reep5 和 Reep1 相互作用。作者指出，所有这些蛋白质都含有一个疏水性发夹结构域，可将 ER 脂质双层弯曲成高曲率小管。COS-7 细胞中人 protrudin 的过表达使 ER 网络稳定在更精细和更复杂的外观，而 HeLa 细胞中 protrudin 的敲低导致更片状的 ER 外观。

赖堡等人（2015 年）在人类和大鼠细胞系中显示，protrudin 是一种促进突起和神经突生长的 ER 蛋白，通过同时检测小 GTPase RAB7（ 602298 ）和磷脂酰肌醇 3-磷酸形成与晚期内体（LEs）的接触位点。这些接触位点介导微管运动驱动蛋白-1（见148760）从 protrudin 到 LE 上的电机转换因子 FYCO1（607182）的转移。重复的 LE-ER 接触促进 LE 到细胞外周的微管依赖性易位和随后的突触结合蛋白 VII（SYT7; 604146）依赖与质膜的融合。这种融合诱导突起和神经突的生长，这需要 protrudin 和 FYCO1 与 LEs 和 kinesin-1 相互作用的能力。赖堡等人（2015）得出结论，含有突出蛋白的 ER-LE 接触位点是 kinesin-1 加载到 LE 上的平台，并且在反复 ER 接触的推动下，驱动蛋白 1 介导的 LE 易位至质膜，促进了突起和神经突的生长。

▼ 分子遗传学

在一个患有遗传性痉挛性截瘫（SPG33; 610244 ）的 5 代德国家庭中， Mannan 等人（2006）在 ZFYVE27 基因（ 610243.0001 ）中检测到错义突变，该突变与受影响个体的临床表型分离。曼南等人（2006）假设这种突变影响皮质脊髓束中的神经元细胞内转移，这与遗传性痉挛性截瘫的病理学是一致的。曼南等人（2006）从 SPG9（ 601162 ）和 SPG27（ 609041 ）基因座中排除了 ZFYVE27 基因。

待确认的关联

有关 ZFYVE27 基因变异与常染色体显性遗传脊髓小脑共济失调之间可能关联的讨论（参见例如 SCA1；164400），参见610243.0002。

▼ 等位基因变体（ 2 示例）：

.0001 痉挛性截瘫 33，常染色体显性遗传
ZFYVE27、GLY191VAL
在患有遗传性痉挛性截瘫（SPG33; 610244 ）的 5 代德国家庭的受影响成员中， Mannan 等人（2006）在 ZFYVE27 cDNA 的第 6 外显子的第 572 位发现了一个 G-to-T 颠换。该突变产生了一个 gly191-to-val（G191V）取代。G191V 突变（蛋白质同种型 c 中的 G105V）位于第三个跨膜基序附近，并将跨膜基序向前移动 3 个氨基酸。曼南等人（2006）观察到突变蛋白的表达在管状结构中显示出异常的细胞内模式，并且它与 spastin 的相互作用受到严重影响。

马蒂尼奥尼等人（2008）评论说，他们发现野生型或 G191V 突变突突蛋白在细胞功能表达研究中延伸神经突的能力没有差异。还发现 G191V 突变蛋白与 Rab11-GDP（ 605570 ）和 spastin（ 604277 ）相互作用，表明该突变不会导致功能丧失。马蒂尼奥尼等人（2008）指出，G191V（ rs35077384 ）已在多个人群中被鉴定为 SNP，其等位基因频率范围为 0.008 至 0.067，因此对该突变的致病性产生怀疑。甘露（2008）回答说，他们的研究表明 G191V 突变型 protrudin 和 spastin 之间的相互作用减少，并解释说差异可能是由于使用的不同检测方法或 G191V 突变型 protrudin 在不同种族人群中的不同影响。

桥本等（2014）发现 G191V 突变人类 protrudin 的表达温和地增强了小鼠 Neuro2a 神经母细胞对几种细胞应激源的敏感性。G191V 突变 protrudin 的半衰期明显更长，并且在比野生型 protrudin 更大的蛋白质复合物中检测到。

.0002 意义不明的变体
ZFYVE27、805-2A-G
该变体被归类为意义未知的变体，因为它对常染色体显性脊髓小脑性共济失调的贡献（参见，例如，SCA1；164400）尚未得到证实。

Pyle 等人的父亲和 2 个儿子患有常染色体显性脊髓小脑性共济失调（2015）鉴定了 ZFYVE27 基因中的杂合剪接位点突变（c.805-2A-G）。该突变是通过对来自 22 个欧洲血统共济失调家族的 35 名患者的外显子组测序发现的，通过 Sanger 测序确认并针对 dbSNP（build 137）、1000 Genomes Project 和 Exome Sequencing Project 数据库以及 286内部控制。它与疾病分离。未进行变体的功能研究和患者细胞的研究。患者在二十多岁或三十多岁时出现进行性小脑共济失调、构音障碍、眼球震颤和眼球运动异常，包括眼球震颤和急促的平滑追求。脑成像显示小脑共济失调。没有提到痉挛是这个家庭的一个特征。