小眼综合症1

N-α-乙酰化是蛋白质合成过程中发生的常见蛋白质修饰，涉及乙酰基从乙酰辅酶A转移到蛋白质α-氨基。ARD1A与NATH（NARG1，NAA15; 608000）是主要的N-α-乙酰基转移酶复合物的一部分，负责蛋白质和肽的α-乙酰化（Sanchez-Puig和Fersht，2006年）。

细胞遗传学位置：Xq28
基因座标（GRCh38）：X：153,929,224-153,935,036

▼ 克隆和表达
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Tribioli等（1994）描述了Xq28中L1CAM基因的5个引物的140kb区域的物理和转录组织（308840）。他们通过将CpG岛分离并定位到物理图谱，确定部分核苷酸序列以及研究转录物的表达方式和方向来建立该区域的转录图。他们成功地定位了4个先前确定的基因：L1CAM，AVPR2（300538），HFC1（300019）和RENBP（312420）。该区域中的所有基因都非常小，大小在2至30 kb之间，并且彼此非常接近。除了AVPR2基因外，它们还具有管家功能，在其5个引物的末端具有CpG岛，且转录方向相同。这种组织结构与先前在色觉色素基因和G6PD基因之间的Xq28远端部分所描述的结构一致，并表明具有管家和组织特异性表达模式的基因散布在基因组中，但是可能发现在不同的“转录域”（以不同的方向为特征）中。鉴定并定位了三个新基因。其中一种称为TE2，与酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的ARD1蛋白具有40％的同一性（Whiteway和Szostak，），是表达N端蛋白质乙酰转移酶活性所需的蛋白质。

使用Northern blot分析，Sugiura等（2003）显示老鼠Ard1普遍地表达。通过数据库分析和PCR，金等（2006年）确定了小鼠Ard1的3个剪接变体和人ARD1的2个剪接变体。小鼠变体编码235、225和198个氨基酸的蛋白质。Ard1（235）和Ard1（225）具有保守的N-乙酰基转移酶结构域，但Ard1（198）仅具有部分结构域。人ARD1变异体编码131和235个氨基酸的蛋白质。小鼠Ard1（225）的C端区域与小鼠和人ARD1（235）的C端区域不同，这可能是由于外显子8的可变剪接所致。蛋白质印迹分析人细胞系显示一条约32 kD的主要强条带，对应于ARD1（235）。相反，小鼠成纤维细胞强烈表达30 kD蛋白，对应于Ard1（225）。

浅泉等。等（2005）克隆了ARD1，并在酵母2-杂交测定中将其鉴定为潜在的APP（104760）结合蛋白。235个氨基酸的蛋白质包含一个N-乙酰基转移酶结构域，一个高度保守的乙酰辅酶A结合基序和一个C端APP结合域。

▼ 基因功能
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N末端蛋白质乙酰化是最常见的蛋白质修饰之一，似乎在许多生物学过程中都起作用。研究最广泛的乙酰化蛋白是4个组蛋白，它们在所有的真核细胞中都组织核小体颗粒，并经历酶催化的乙酰化和脱乙酰化循环，在染色质结构，转录激活和细胞周期转运中发挥作用。组蛋白H4缺乏乙酰化将无活性的哺乳动物与活跃的X染色体区分开来（Jeppesen and Turner，1993）。

Jeong等人使用酵母2杂交系统鉴定与HIF1A的ODD域相互作用的蛋白质（603348）（2002）确定了小鼠Ard1。他们通过直接与HIF1A结合来调节其稳定性，从而确立了Ard1在哺乳动物细胞中作为蛋白质乙酰基转移酶的功能。Jeong等（2002年）还显示，Ard1介导的乙酰化作用增强了HIF1A与VHL的相互作用（608537）和HIF1A泛素化作用，这表明ARD1对HIF1A的乙酰化对于蛋白酶体降解至关重要。他们得出结论，ARD1在HIF1A乙酰化中的作用提供了HIF1A稳定性的关键调控机制。通过分析HeLa细胞中表达的ARD1变体，Kim等（2006年）确定在缺氧条件下，小鼠Ard1（225）而非小鼠或人ARD1（235）强烈降低了VEGF（192240）mRNA表达。如Jeong等所述（2002），Ard1（225）介导的HIF1A赖氨酸残基的ε-乙酰化；但是，小鼠和人类ARD1（235）的作用较弱。Kim等（2006）得出结论，不同的ARD1亚型可能对HIF1A稳定性和乙酰化有不同的影响。

Sugiura等人使用体外翻译的小鼠蛋白质（2003年）结果表明，它们被称为Nat1的Ard1和Narg1组装形成了功能性的乙酰转移酶。仅Narg1没有显示任何活动。免疫沉淀和蛋白质印迹分析表明，Narg1和Ard1在哺乳动物细胞中共装配。通过共转染大鼠肾成纤维细胞，他们显示Narg1和Ard1在重叠和分开的区室中均定位于细胞质。原位杂交表明，在小鼠大脑发育过程中，Narg1和Ard1在细胞分裂和迁移区域高表达，并且它们的表达似乎随着神经元的分化而下调。Narg1和Ard1在增殖的小鼠胚胎癌细胞中表达。用视黄酸处理这些细胞会引发神经元分化，并诱导了作为神经元标记基因的Narg1和Ard1的下调。Sugiura等（2003年）得出结论，NARG1和ARD1在神经元的产生和分化中起作用。

浅泉等（2005年）通过免疫共沉淀研究证实了APP与ARD1在哺乳动物细胞中的相互作用。他们使用人类ACTH作为底物，显示ARD1 / NATH（NARG1; 608000）复合物具有很强的N末端转移酶活性。免疫沉淀和蛋白质印迹实验表明，ARD1和NATH在HEK293细胞中形成复合物。因为APP结合蛋白可以调节APP代谢，所以他们测试了ARD1调节β-淀粉样蛋白40分泌的能力，并发现ARD1和NATH的共表达需要抑制APP产生β-淀粉样蛋白40的产生。HEK293细胞的APP胞吞试验表明ARD1和NATH抑制APP的胞吞作用。

使用相互免疫沉淀，然后进行质谱分析，Arnesen等（2005年）结果表明内源性ARD1和NATH在几种人类细胞系中形成稳定的复合物，并且该复合物显示N端乙酰化活性。突变分析和蛋白水解片段检查表明相互作用是通过ARD1的N末端域和NATH的C末端介导的。免疫沉淀分析显示ARD1和NATH与几种核糖体蛋白有关。在分离的多核糖体中也检测到了ARD1和NATH。但是，它们主要是非多体性的。内源性ARD1存在于几种人类细胞系的细胞核和细胞质中，而NATH主要存在于细胞质中，尽管在NATH卷曲螺旋区域内存在明确的核定位信号。在应激的HeLa细胞凋亡期间，ARD1和NATH均以半胱天冬酶依赖性方式被切割，

Bilton等（2005）发现在老鼠或人ARD1和HIF1-α之间没有功能关系。

▼ 生化特征
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Sanchez-Puig和Fersht（2006）使用尺寸排阻色谱法，圆二色性和荧光光谱法发现，ARD1由一个紧凑的球形区域组成，该区域包含三分之二的蛋白质和一个灵活的非结构化C末端。此外，ARD1可能会假定一个错误折叠的构象，并在pH和温度的生理条件下形成淀粉样原丝。通过热变性和高蛋白质浓度促进了该过程。ARD1原丝的有限蛋白水解揭示了乙酰转移酶结构域内的蛋白水解抗性核心。

▼ 分子遗传学
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奥格登综合症

绳等（2011）在两个家庭中发现了NAA10基因的一个错义突变（ser37 to pro; 300013.0001），该家族分离出一种致命的X连锁婴儿隐性疾病，称为Ogden综合征（OGDNS; 300855），其特征是由于缺乏皮下脂肪和皮肤松弛，以及颅面畸形，包括明显的眼睛，大耳朵，下斜的睑裂，喇叭形鼻孔，发育不全的前臂，短小柱状体，上唇突出和微白细胞减少症。这些男孩最初的肌张力减退发展为肌张力亢进，整体发育迟缓，通常是单侧隐睾症，以及心律不齐导致生命的第一或第二年死亡。

Popp等在2个生活中无关的孩子中，一个男孩和一个女孩，发育严重延迟，并具有其他类似Ogden综合征的特征（2015年）在NAA10基因中发现了2个不同的从头错义突变：男孩中的半合子A116W替代（300013.0003）和女孩中的杂合性V107F替代（300013.0004）。通过外显子组测序鉴定突变，并通过Sanger测序确认。体外功能表达研究表明，A116W蛋白的催化活性小而显着降低（与野生型相比降低了15％），而V107F突变体几乎没有催化活性（约5％的残留活性）。Popp等（2015年）指出，他们在瑞士男性患者中残留的NAA10活性明显高于Rope等报道的水平（2011年）的男性患者中，S37P突变（降低30-70％）与瑞士男孩中较轻的表型相关。

Casey等在2个年轻的成年兄弟中，他们是由不相关的爱尔兰父母所生，并患有Ogden综合征（2015年）确定了NAA10基因的半合子错义突变（Y43S；300013.0005）。通过全外显子组测序发现并通过Sanger测序证实的突变，是从轻度感染的母亲那里继承而来的。体外功能表达研究表明，突变蛋白的稳定性降低，催化活性降低了85％。凯西等（2015年）指出，尽管与S37P突变相比，Y43S突变导致催化活性更严重的损害，但爱尔兰兄弟的表型却不如Rope等人报道的那样（2011年），表明体外NAA10活性本身可能不足以解释所产生的表型。

症状性小眼症1

Esmailpour等人通过对3个患Lenz小眼症的患病兄弟（MCOPS1; 309800）进行外显子组测序（2014年）在NAA10基因（300013.0002）中鉴定了一个剪接位点突变，该突变已通过Sanger测序在3个同胞及其专职的杂合子母亲以及一个母阿姨和她的女儿中得到证实，但在4个未受影响的家庭中未发现成员。有证据表明杂合子的表达降低。

Johnston等人在来自3个无关家庭的男性有限综合征小眼症/失语症患者中进行了研究（2019）确定了NAA10基因（的3-UTR素3个不同的变种300013.0006 - 300013.0008），所有这些都改变了共识，多聚腺苷酸化序列。X失活的分析显示，在11名携带者的女性中，有4名的歪斜率超过90％。然而，雌性携带者并未表现出X灭活的一致偏斜。

▼ 等位基因变异体（8个示例）：
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.0001奥格登综合症
NAA10，SER37PRO
绳等（2011年）确定了两个无关的家庭，这些家庭隔离了致命的X连锁疾病Ogden综合征（OGDNS; 300855）。这两个家族在NAA10基因的核苷酸109处孤立发生了从T到C的转变，从而在37位密码子（S37P）上发生了丝氨酸到脯氨酸的取代。NAA10基因编码N末端乙酰基转移酶的催化亚基。脯氨酸在位置37取代丝氨酸可能会影响结构，蛋白质功能的体外分析表明，突变蛋白对体内底物RNase P蛋白p30的NAT活性降低了60％至80％（606115）。相反，对底物高迁移率族蛋白A1（600701）的活性仅降低了20％。

使用结构建模和模拟，Myklebust等（2015）发现S37P突变体NAA10与野生型NAA10的不同之处在于参与催化的区域以及NAA10和NAA15之间的界面。S37P突变缩短了螺旋α-2，削弱了界面氢键网络，并降低了NAA10的柔韧性。体外生化分析表明，S37P突变NAA10与NAA15（608000）或NAA50（610834）之间的底物结合和催化能力降低，相互作用减弱。）。对永生化的野生型和Ogden综合征B细胞和成纤维细胞中总蛋白N-乙酰化的分析表明，Ogden综合征细胞中一部分NatA和NatE底物的乙酰化降低。此外，奥格登综合症成纤维细胞显示出减少的细胞迁移和增殖能力，并提高了对细胞应激的敏感性。

.0002眼睑狭窄，SYNDROMIC 1
NAA10，IVS7DS，TA，+ 2
在最初由Forrester等人研究的3名患Lenz小眼症的兄弟中（MCOPS1; 309800）（2001），Esmailpour等（2014年）在NAA10基因的7号内含子中发现了c.471 + 2T-A转化，预计会严重改变外显子7的剪接。在他们专职的杂合子母亲以及一个母阿姨和她的女儿中也检测到了这种突变，但在4个未受影响的家庭成员中未发现该突变。杂合子个体表现出皮肤综合症和短指骨，这在没有携带突变的家庭成员中没有出现。对患者cDNA的分析表明存在异常转录本。患者的成纤维细胞缺乏全长NAA10的表达，染色提示突变型NAA10聚集在细胞质中。另外，成纤维细胞显示出细胞增殖缺陷。表达研究表明，与小眼科相关的基因及其下游途径（包括STRA6（610745）。视黄醇摄取测定显示与对照相比，患者成纤维细胞的视黄醇摄取显着降低。

.0003奥格登综合症
NAA10，ARG116TRP
Popp等人在一个患有奥格登综合症（OGDNS; 300855）的瑞士男孩中（2015年）在NAA10基因中鉴定出从头半合子c.346C-T过渡（c.346C-T，NM_003491.3），导致N-乙酰基转移酶结构域中高度保守的残基处出现arg116-to-trp（R116W）取代。该突变是由亲子三重基因组外显子组测序发现并通过Sanger测序证实的，但在dbSNP（版本137），1000基因组计划或外显子组测序项目数据库或内部对照数据库中均未找到。体外功能表达研究表明，突变蛋白的催化活性略有降低，但显着降低（与野生型相比降低15％）。该患者先前曾在一项大型外显子组测序研究中报道，该研究对患有非特异性严重智力障碍的患者进行了研究（Rauch等人，2012年）。

.0004奥格登综合症
NAA10，VAL107PHE
Popp等人在一名患有奥格登综合症（OGDNS; 300855）的德国女孩中（2015）在NAA10基因中鉴定了从头杂合的c.319G-T颠换（c.319G-T，NM_003491.3），导致N高度保守的残基上有val107-phe（V107F）取代-乙酰基转移酶结构域。在dbSNP（内部版本137），1000基因组计划或外显子组测序项目数据库或内部对照数据库中找不到通过亲子三重基因组外显子组测序发现并通过Sanger测序确认的突变。体外功能表达测定表明，V107F突变体几乎没有催化活性（约5％的残留活性）。

.0005奥格登综合症
NAA10，TYR43SER
Casey等人在2个成年弟兄中，由不相关的爱尔兰父母所生，并带有Ogden综合征（OGDNS; 300855）（2015年）确定了NAA10基因中的半合子c.128A-C转化（c.128A-C，NM_001256120.1），导致在高度保守的残基处发生tyr43-to-ser（Y43S）取代。通过全外显子组测序发现并经Sanger测序确认的突变，在dbSNP，1000基因组计划或Exome Variant Server数据库中未发现，并证明是从轻度感染的母亲那里遗传的。体外功能表达研究表明，突变蛋白的稳定性降低，催化活性降低了85％。

.0006眼睑狭窄，SYNDROMIC 1
NAA10，+ 43A-G，3头UTR

最初由Graham等人报道，来自北爱尔兰的3代家族（家族1）患有小眼症（MCOPS1; 309800）（1988年，1991年），Johnston等人（2019）在NAA10基因（chrX：153,195,397TC，GRCh37）的三引物UTR中鉴定出c。* 43A-G过渡区（c。* 43A-G，NM_003491.3），从而改变了AATAAA的共有多聚腺苷酸化序列（PAS）到AATAGA。在gnomAD数据库中找不到该突变，该突变与该家族的疾病完全隔离，包括1名以前认为未受影响但表现出c裂和耳标的男性。一位携带者的女性表现出X灭活的歪斜大于90％，但作者指出，女性没有表现出一致的X灭活的歪斜。通过qPCR对患者mRNA的分析显示，与对照相比，NAA10 mRNA降低了约50％，而雌性携带者的水平与对照相似。

.0007眼睑狭窄，SYNDROMIC 1
NAA10，+ 39A-G，3头UTR

最初由Slavotinek等人报道，患有综合征性小眼症（MCOPS1; 309800）的5代家族（家族2）（2005），Johnston等（2019）在NAA10基因（chrX：153,195,401TC，GRCh37）的3引物UTR中鉴定出c。* 39A-G过渡（c。* 39A-G，NM_003491.3），从而改变了AATAAA的共有多聚腺苷酸化序列（PAS）到GATAAA。突变与家庭疾病分开。三位携带者的女性表现出X灭活的歪斜大于90％，但作者指出，女性没有表现出一致的X灭活的歪斜。通过qPCR对患者mRNA的分析显示，与对照相比，NAA10 mRNA降低了约50％，而雌性携带者的水平与对照相似。在受影响的个体中，转录物结构的RNAseq分析显示，在3-prime UTR中，PAS的读取深度并未如预期的那样下降，但在预计的第二个PAS中，3-prime的读取深度却下降了约600 bp。

.0008眼睑狭窄，SYNDROMIC 1
NAA10，+ 40A-G，3头UTR

Johnston等人在一个患有综合征性小眼症（MCOPS1; 309800）的8个月大男孩（家庭3）中（2019）在NAA10基因（chrX：153,195,400TC，GRCh37）的三引物UTR中鉴定到c。* 40A-G过渡（c。* 40A-G，NM_003491.3），从而改变了共有多聚腺苷酸化序列（PAS） ）从AATAAA到AGTAAA。突变存在于他未受影响的携带母亲中。