卷曲螺旋结构域含有蛋白质 88A; CCDC88A

  • 钩子相关蛋白1;HKRP1
  • 肌节蛋白丝梁;GIRDIN
  • AKT 磷酸化增强剂;APE
  • G-α 相互作用囊泡相关蛋白;GIV
  • KIAA1212

HGNC 批准的基因符号:CCDC88A

细胞遗传学定位:2p16.1 基因组坐标(GRCh38):2:55,287,841-55,419,855(来自 NCBI)

▼ 描述

CCDC88A 基因编码肌节蛋白结合蛋白 girdin,它在成纤维细胞、内皮细胞、癌细胞和神经元细胞的迁移中发挥重要作用(Nahorski 等人总结,2016)。

▼ 克隆和表达

通过对从胎儿脑 cDNA 文库中获得的克隆进行测序,Nagase 等人(1999)克隆了KIAA1212。RT-PCR ELISA 检测到所有成人和胎儿组织以及所检查的特定脑区域中 KIAA1212 的表达。表达最高的是成人睾丸,最低的是成人肾脏和胰腺。

Enomoto 等人在人胎脑 cDNA 文库的酵母 2 杂交筛选中使用 AKT1(164730) 作为诱饵,然后使用 5-prime RACE(2005)克隆格丁。推导的 1,870 个氨基酸蛋白质的计算分子量为 220 kD。Girdin 含有 135 个连续的七肽重复序列,是典型的 α 螺旋卷曲螺旋蛋白。Northern 印迹分析检测到所有检查组织中 9.5 kb 转录物的可变表达。对人脑和睾丸裂解物进行蛋白质印迹分析,检测到表观分子量为 250 kD 的 girdin。

阿奈等人(2005) 克隆小鼠猿。小鼠组织的 Northern 印迹分析检测到 Ape 在睾丸中高表达,在脑中中等表达,在脾和肺中低表达。蛋白质印迹分析揭示了 3 种分子量高于 200 kD 的不同 Ape 蛋白的组织特异性表达。

勒尼古列斯库等人(2005) 发现 GIV 的 N 端区域与 HOOK 蛋白家族的 N 端微管结合结构域具有显着的相似性(参见 HOOK1;607820),并且卷曲螺旋结构域与肌球蛋白重链具有相似性(参见 MYH1;160730)。GIV 还在卷曲螺旋结构域内有几个推定的过氧化物酶体靶向信号,在 C 端结构域内有一个 ATP/GTP 结合位点。蛋白质印迹分析在几种大鼠组织和所有检查的细胞系(包括人类细胞系)中检测到表观分子量为 200 kD 的 GIV。在分级分离的 HeLa 细胞中,GIV 主要在膜组分中回收。Giv 与 β-COP(COPB; 600959) 和 Gnai3(139370) 共定位于整个细胞质的囊泡中,并且最集中于 COS-7 细胞中顺式高尔基体区域的囊泡中。

辛普森等人(2005) 还鉴定了 CCDC88A 基因,他们将其命名为 HKRP1,并鉴定了同一家族的 2 个成员:HKRP2(CCDC88C; 611204) 和 HKRP3(CCDC88B; 611205)。

Kitamura 等人使用免疫组织化学和免疫荧光显微镜(2008)表明girdin在正常和肿瘤性人类乳腺组织的毛细血管内皮细胞中高度表达。在大血管中,girdin 在平滑肌细胞中表达,但在内皮细胞中不表达。在人毛细血管瘤中,girdin 在未成熟内皮细胞和壁细胞中表达。在人脐静脉内皮细胞(HUVEC) 中,Girdin 定位于肌节蛋白应力纤维,并且微弱地定位于外周皮质肌节蛋白丝。更高的放大倍数显示了网格蛋白与肌节蛋白丝连接的广泛共定位。

Enomoto 等人使用免疫组织化学分析(2009)发现girdin在新培养的大鼠胚胎海马神经元的细胞体和所有突起中表达。随着分化,girdin 在轴突生长锥处积累。

▼ 基因功能

榎本等人(2005) 发现内源性猴 girdin 在 COS-7 细胞中形成寡聚体,突变分析表明其 N 末端结构域促进寡聚化。girdin 的 C 末端结构域与肌节蛋白丝直接相关。Enomoto 等人使用截短的 AKT1 蛋白(2005) 确定 girdin 与 AKT1 的 C 端调节域特异性相互作用。AKT1 磷酸化 girdin C 端结构域内的 ser1416,并且 EGF(131530) 以 PI3 激酶(参见 PIK3CG;601232)依赖性方式诱导 girdin 磷酸化。磷酸化的 girdin 形成应力纤维并积聚在迁移猴肾细胞的前缘。表达带有 ser1416-to-ala 突变的 girdin 的细胞形成异常拉长的形状,并表现出有限的迁移和片状伪足形成。榎本等人。

通过 HeLa 细胞裂解物的共免疫沉淀,Anai 等人(2005) 证明了 AKT1 和 APE 之间的内源性相互作用。小鼠 Ape 特异性结合 AKT1,并且它比磷酸化 AKT1 更有效地结合非磷酸化 AKT1。Ape 以 PI3 激酶依赖性方式增强 AKT1 的基础磷酸化。在人结肠癌细胞系中,APE 小干扰 RNA 抑制胰岛素刺激的 AKT1 磷酸化。除了 AKT1 基础磷酸化增加之外,过表达 AKT1 和 Ape 的细胞还表现出 DNA 复制、CHK2(CHEK2;604373) 磷酸化和活力降低。阿奈等人(2005) 得出结论,APE 是参与细胞周期复制的 AKT1 磷酸化和激活的调节剂。

通过突变分析,Le-Niculescu 等人(2005) 确定大鼠 Giv C 端卷曲螺旋区域内的 83 个氨基酸序列与 Gnai3 相互作用。Giv 与 GNAI 亚家族的所有成员以及 Gnas(139320) 相互作用,但不与 Gnaq(600998)、Gna12(604394) 或 Gna13(604406) 相互作用。

北村等人(2008) 发现磷酸化 girdin 位于迁移 HUVEC 的前缘。通过小干扰 RNA 敲低 girdin 会显着损害 HUVEC 前缘 VEGFA(192240) 介导的板状伪足形成。Girdin 敲低还减少了体外伤口愈合试验中的细胞迁移和 VEGFA 响应的 3 维凝胶中的管形成。girdin 的敲低对细胞增殖或存活没有影响。在小鼠基质胶塞试验中,girdin 敲低可抑制 VEGFA 介导的血管生成。

Enomoto 等人通过对共转染 HEK293 细胞进行免疫沉淀分析(2009) 发现小鼠 girdin 与 Disc1 相互作用(605210)。结构域图谱显示 Disc1 的 N 端球状结构域与 girdin 的 N 端结构域相互作用。Girdin 在培养的大鼠海马神经元中与 Disc1 共定位,通过小干扰 RNA 敲低 Disc1 会损害 girdin 在生长锥上的定位。

金等人(2009) 发现,在成年小鼠新生神经元中,腺病毒介导的 Kiaa1212 或靶向 Disc1 的短发夹 RNA 的传递会导致 Akt 信号传导升高,并导致被操纵的神经元出现迁移和定位缺陷。Disc1 敲低或 Kiaa1212 过度表达也会导致神经元胞体大小增加并加速初级树突分支。Disc1 和 Kiaa1212 从培养的小鼠海马神经元、解剖的成年小鼠海马和转染的 HEK293 细胞中进行免疫共沉淀。Disc1 与 Kiaa1212 的直接相互作用阻止了 Kiaa1212 依赖性的 Akt 信号传导激活,而 Kiaa1212 的敲低则消除了 Disc1 依赖性的 Akt 信号传导下调。Mtor(FRAP1; 601231) 的药理学阻断也消除了 Disc1 敲低或 Kiaa1212 过表达的影响,

通过辐射混合分析进行绘图,Nagase 等人(1999) 将 KIAA1212 基因对应到 2 号染色体。小鼠 Ape 基因对应到 11 号染色体(Anai et al., 2005)。

▼ 分子遗传学

Nahorski 等人在 3 名患有 PEHO 样综合征(PEHOL; 617507) 的白人近亲家族患者中进行了研究(2016) 鉴定了 CCDC88A 基因中的纯合截短突变(609736.0001)。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的,与家族中的疾病分离。患者细胞显示出突变转录本的存在,表明它不会受到无义介导的 mRNA 衰减的影响。然而,纳霍斯基等人(2016) 表明,即使产生了该蛋白质,由于 C 末端功能的缺失,它也会被高度破坏。

▼ 动物模型

Kitamura 等人(2008) 发现 girdin -/- 小鼠表现正常,表明 girdin 对于胚胎血管发育是可有可无的。然而,girdin -/- 小鼠体重减轻,并在出生后第 25 天死亡,没有出血、水肿或炎症。大脑皮质的总血管长度受损,视网膜中层和深层的血管发育不良。出生后 girdin -/- 视网膜血管丛显示血管芽数量减少和血管面积减少。与野生型相比,Girdin -/- 主动脉表现出 VEGFA 依赖性毛细血管芽生长受损。北村等人(2008) 得出结论,girdin 是 VEGF 依赖性血管发育所必需的。

榎本等人(2009) 发现 girdin -/- 小鼠表现出异常的齿状回细胞结构、海马 CA1 和 CA3 区域的异常分层以及苔藓纤维发育受损。这些缺陷是由于未成熟的格丁-/-齿状回细胞的错误迁移和错误定位造成的。girdin -/- 小鼠的齿状回脉管系统也存在异常。对野生型小鼠中 girdin-Disc1 相互作用的抑制表明,这种相互作用是啮齿类动物出生后齿状回细胞正确定位所必需的,而大多数齿状回细胞是在这个时期产生的。

纳霍尔斯基等人(2016) 发现 Ccdc88a-null 小鼠出现内侧颞叶癫痫,并表现出出生后生长迟缓和出生后致死性。突变小鼠的神经病理学检查显示胼胝体尾端发育缺陷和脑萎缩。没有证据表明多小脑回、视神经萎缩或小脑萎缩。

▼ 等位基因变异体(1 个选定示例):.

0001 PEHO 样综合征(1 个家族)
CCDC88A、1-BP DEL、2313T
Nahorski 等人在来自白人近亲家庭的 3 名患有 PEHO 样综合征(PEHOL; 617507) 的患者中(2016) 在 CCDC88A 基因中发现了一个纯合 1-bp 缺失(c.2313delT),导致移码和提前终止(L772X)。这种突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的,它与家族中的疾病分离,并且在 1000 个基因组计划或 ExAC 数据库中或在 200 多个种族匹配的对照染色体中没有发现。患者细胞显示出突变转录本的存在,表明它不会受到无义介导的 mRNA 衰减的影响。然而,纳霍斯基等人(2016) 表明,即使产生了该蛋白质,由于 C 末端功能的缺失,它也会被高度破坏。