衔接蛋白、磷酸酪氨酸相互作用、PH 结构域和含亮氨酸拉链的蛋白 1; APPL1

含有 PH 结构域、PTB 结构域和亮氨酸拉链基序 1 的接头蛋白
APPL
DIP13-α
AKT2 相互作用物

HGNC 批准的基因符号：APPL1

细胞遗传学定位：3p14.3 基因组坐标（GRCh38）：3:57,227,728-57,273,470（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

AKT2（164731）是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，与人类卵巢癌和胰腺癌有关。AKT2 由多种生长因子和胰岛素通过磷脂酰肌醇 3-激酶（PIK3；参见 171834）激活。为了深入了解 AKT2 的功能，Mitsuuchi 等人（1999）进行了酵母 2-杂交系统分析以筛选相互作用的蛋白质。利用这项技术，他们鉴定了一种新型相互作用子，命名为 APPL，它包含一个普莱克斯特林同源（PH）结构域、一个磷酸酪氨酸结合（PTB）结构域和一个亮氨酸拉链，这些基序类别在信号分子中定义为与特定靶标的功能相互作用结构域。APPL 的 PH 结构域与 GTP 酶激活蛋白（例如oligophrenin-1（300127））中发现的结构域相似，而其 PTB 结构域与 CED-6 具有同源性，一种促进凋亡细胞吞噬的接头蛋白，以及 IB1，一种 GLUT2 基因的反式激活因子（138160）。APPL 在骨骼肌、心脏、卵巢和胰腺中高度表达，这些组织中 AKT2 mRNA 丰富。

Miaczynska 等人通过亲和色谱和质谱鉴定 RAB5（179512）相互作用子，然后筛选成体白细胞 cDNA 文库（2004）克隆APPL1。推导的蛋白质含有 709 个氨基酸，与 APPL2（606231）具有 54% 的氨基酸同一性。除了中央 PH 结构域和 C 端 PTB 结构域外，APPL1 还包含 N 端 BAR 结构域。

▼

通过荧光原位杂交作图，Mitsuuchi 等人（1999）将 APPL1 基因对应到 3p21.1-p14.3。

▼ 基因功能

Mitsuuchi 等人（1999）表明 APPL 与 AKT2 的非活性形式相互作用；此外，APPL 与 PIK3 的催化亚基结合。这些数据表明，APPL 是一种接头，可以将无活性的 AKT2 与细胞质中的 PI3K 连接，从而可以在促有丝分裂刺激时加速 AKT2 和 PI3K 募集到细胞膜。

米亚辛斯卡等人（2004）确定了一条直接连接小 GTP 酶 RAB5（内吞作用的关键调节因子）与信号转导和有丝分裂发生的途径。该途径通过 APPL1 和 APPL2（驻留在核内体亚群上的 2 个 RAB5 效应子）起作用。为了响应 EGF（131530）等细胞外刺激和氧化应激，APPL1 从膜转移到细胞核，在细胞核中与核小体重塑和组蛋白脱乙酰酶（NURD）多蛋白复合物（染色质结构和基因表达的调节因子）相互作用。APPL1 和 APPL2 对于细胞增殖至关重要，它们的功能需要 RAB5 结合。这些发现确定了含有 RAB5 和 APPL 蛋白的内体区室作为质膜和细胞核之间信号传导的中间体。

申克等人（2008）表明 Appl1 在发育中的斑马鱼胚胎中广泛表达，在前脑、前肾和神经管中富集。在生长因子刺激下，Appl1 与 Akt 和 Gsk-3-β（GSK3B; 605004）共定位于质膜下的非典型早期核内体上。Appl1 的敲除会导致细胞凋亡，Appl1 的过度表达会导致发育迟缓并诱导畸形表型。Akt2 的过度表达与 Appl1 的过度表达相似。申克等人（2008）表明，内体定位对于 Appl1 介导的 Akt 激活和细胞存活至关重要，并且 Appl1 调节斑马鱼中涉及 Gsk3b 的 Akt 信号传导分支。

▼ 分子遗传学

Prudente 等人在 2 个患有成年期发病的青少年糖尿病的不相关家庭中（MODY14; 616511）（2015）分别鉴定了 APPL1 基因中的无义突变（L552X; 604299.0001）和错义突变（D94N; 604299.0002）的杂合性。功能分析表明两者都是功能丧失突变。

▼ 等位基因变异体（2 个选定示例）：

.0001 青少年发病型糖尿病，14 型
APPL1，LEU552TER
在一个患有青少年发病型糖尿病的 4 代意大利家庭中（MODY14；616511），Prudente 等人（2015）鉴定了 APPL1 基因中 c.1655T-A 颠换（c.1655T-A, NM_012096.2）的杂合性，导致磷酸酪氨酸结合（PTB）结构域内的 leu552-to-ter（L552X）取代，预计会导致大部分 PTB 结构域的删除并废除 AKT（164730）结合。对转染的 HepG2 细胞的分析显示 APPL1 的水平几乎检测不到，表明不稳定蛋白不稳定且快速降解。

.0002 青少年成年发病糖尿病，14 型
APPL1，ASP94ASN
在一个患有青少年成年发病糖尿病的 4 代美国家庭中（MODY14；616511），Prudente 等人（2015）鉴定了 APPL1 基因中 c.280G-A 转换（c.280G-A, NM_012096.2）的杂合性，导致 BAR 结构域内高度保守的残基处发生 asp94 到 asn（D94N）取代。对转染的 HepG2 细胞的分析显示，与野生型 APPL1 相比，D94N 突变体对胰岛素刺激的 AKT（164730）和 GSK3B（605004）磷酸化的增强显着降低。