溶质载体家族 39(锌转运蛋白),成员 7; SLC39A7

  • ZRT 和 IRT 样蛋白 7;ZIP7
  • D6S2244E
  • KE4,小鼠,同源;HKE4

HGNC 批准的基因符号:SLC39A7

细胞遗传学位置:6p21.32 基因组坐标(GRCh38):6:33,200,866-33,204,436(来自 NCBI)

▼ 描述

锌是 50 多种酶的必需辅助因子。它参与蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质代谢,以及基因转录、生长、发育和分化的控制。锌不能被动地跨细胞膜扩散,需要特定的转运蛋白(例如 SLC39A7)从细胞外环境和细胞内储存室进入细胞质(Taylor 等人总结,2004)。

SLC39A7 调节锌(Zn(2+)) 从内质网进入细胞质(Anzilotti 等人的总结,2019)。

▼ 克隆与表达

在小鼠和人类的主要组织相容性复合体(6p21.3) 区域中已鉴定出的许多非 HLA 基因中,有小鼠中以 Ke4 和 Ke6 表示的基因。安藤等人(1996) 指出这些基因的功能尚不清楚,尽管 Ke6 可能与多囊肾病(PKD; 173900) 的表现有关,因为它在 2 种不同的 PKD 小鼠模型中异常表达(Aziz 等人,1993;Aziz 等人,1994)。安藤等人(1996) 分离了对应于人类 Ke4 和 Ke6(601417) 基因的 cDNA 克隆(被命名为 HKE4 和 HKE6)。HKE4和HKE6的预测氨基酸序列与小鼠同源物的同一性分别为81.5%和85.6%。安藤等人(1996)推测HKE4可能编码具有富含组氨酸的电荷簇的膜蛋白。

泰勒等人(2004)克隆了HKE4。推导的 469 个氨基酸蛋白质的计算分子量为 50 kD。它包含一个可裂解的信号肽、一个长的胞质 N 末端、8 个跨膜结构域和一个短的 C 末端。N 末端一半包含多个富含组氨酸的重复序列,HKE4 具有中央催化锌结合位点和细胞质双亮氨酸基序,可预测在内质网(ER) 中的保留。去糖基化实验和蛋白质印迹分析表明HKE4是一种约50 kD的蛋白质,不含N-连接聚糖。转染 HKE4 的中国仓鼠卵巢细胞的荧光显微镜显示核周网络染色并与 ER 标记蛋白共定位。RNA点印迹分析表明HKE4表达较低但普遍存在,在胎盘、肝脏、垂体、

▼ 基因功能

通过瞬时转染中国仓鼠卵巢细胞,Taylor 等人(2004)表明HKE4以时间、温度和浓度依赖性方式增加细胞内游离锌。

▼ 测绘

安藤等人的地图(1996)确定HKE4和HKE6基因位于人类6p21.3上HLA区域的着丝粒末端。

基库蒂等人(1997) 检查了 YAC 克隆 Y42,它包含染色体 6q21.3 的 MHC II 类区域。该区域的基因密度相对较高。他们鉴定了以下人类基因(按从着丝粒到端粒的顺序):HSET(603763)--HKE1.5--HKE2--HKE3--RING1--(602045)--HKE6(601417)--HKE4--RXRB(180246)--COL11A2(120290)--DPB2。

▼ 分子遗传学

Anzilotti 等人在来自 5 个无关家族的 6 名患有常染色体隐性无丙种球蛋白血症 9(AGM9; 619693) 的患者中(2019) 鉴定了 SLC39A7 基因中的复合杂合或纯合突变(参见,例如 601416.0001-601416.0005)。这些突变是通过外显子组测序发现的,并通过桑格测序证实,与家族中的疾病分开。在 gnomAD 的杂合状态下,这些变异要么不存在,要么以较低的频率存在。对转染突变的患者细胞和 HEK293 细胞的研究表明,突变蛋白正常表达并正确定位于内质网。然而,与对照相比,转染两种突变的非洲爪蟾卵母细胞表现出锌转运蛋白活性降低。Knockin 突变小鼠模型重现了 B 细胞发育严重缺陷的表型。作者得出结论,适当的锌动态对于 B 细胞的适当发育至关重要,并且疾病等位基因可能是低等位基因,导致 SLC39A7 功能部分丧失。

▼ 动物模型

Anzilotti 等人(2019) 发现携带亚型 Slc39a7 突变(包括 P198A 突变(与人类 P190A 突变同源,601416.0001))的敲入小鼠表现出严重的 B 细胞缺陷,并伴有不同的生长和皮肤缺陷。无效等位基因的纯合性是胚胎致死的。对具有亚等位性突变的突变小鼠的详细研究表明,B 细胞发育受损,影响多种发育途径。其他发现包括细胞质锌水平降低、正常 B 细胞加速死亡的证据、前 B 细胞和 B 细胞受体(BCR) 下游信号分子的磷酸化降低,以及阳性选择过程中 BCR 的信号传导缺陷。

▼ 等位基因变异体(5 个选定示例):.

0001 无丙种球蛋白血症 9,常染色体隐性
SLC39A7、PRO190ALA

Anzilotti 等人的 2 兄弟(P1 和 P2)由北欧血统的无关父母所生,患有常染色体隐性无丙种球蛋白血症 9(AGM9; 619693)(2019) 鉴定了 SLC39A7 基因中的复合杂合错义突变:C 到 G 的颠换,导致 pro190 到 ala(P190A) 的替换,以及 G 到 A 的转换,导致 glu363 到 lys(E363K; 601416.0002) 的替换。一名不相关的患者(P6) 是 P190A 复合杂合子,并且 SLC39A7 基因中存在从 T 到 C 的转变,导致 leu217 到 pro(L217P; 601416.0003) 的取代。这些突变是通过外显子组测序发现的,并通过桑格测序证实,与家族中的疾病分开。P190A 变种曾在 gnomAD 数据库中被发现;E363K 不存在于 gnomAD 中。来自转染突变的 P1 和 P2 以及 HEK293 细胞的成纤维细胞显示出正常的 SLC39A7 蛋白水平和正确定位到 ER。转染突变的非洲爪蟾卵母细胞的体外功能表达研究显示,蛋白质表达正常,细胞质锌水平正常,但与对照相比,锌转运蛋白活性降低,这与亚效效应一致。

.0002 无丙种球蛋白血症 9,常染色体隐性
SLC39A7、GLU363LYS

用于讨论 SLC39A7 基因中的 G 到 A 转变,导致 glu363 到 lys(E363K) 取代,该取代在 2 名常染色体隐性无丙种球蛋白血症 9(AGM9; 61) 同胞的复合杂合状态中发现9693),作者:Anzilotti 等人(2019),参见 601416.0001。

.0003 无丙种球蛋白血症 9,常染色体隐性
SLC39A7,LEU217PRO

一名患有常染色体隐性遗传性无丙种球蛋白血症 9(AGM9; 619693) 的北欧后裔女孩(P3) Anzilotti 等人(2019) 鉴定了 SLC39A7 基因中的复合杂合突变:T 到 C 的转变,导致 leu217 到 pro(L217P) 的取代,以及 C 到 T 的转变,导致 gln372 到 ter(Q372X; 601416.0004) 的取代。另一名北欧血统患者(P6) 为 L217P 和 P190A 复合杂合子(601416.0001)。这些突变是通过外显子组测序发现的,并通过桑格测序证实,与家族中的疾病分开。L217P 变体不存在于 gnomAD 数据库中;Q372X被发现8次,仅处于杂合状态。转染突变的 HEK293 细胞显示出正常的蛋白质水平,并且 L217P 细胞定位于 ER;无义突变被表达为截短的蛋白质,也显示出正确的细胞定位。没有对这些变异进行额外的功能研究,但它们被预测为亚等位突变。

.0004 无丙种球蛋白血症 9,常染色体隐性
SLC39A7、GLN372TER

用于讨论 SLC39A7 基因中的 C 到 T 转变,导致 gln372 到 ter(Q372X) 取代,该取代在常染色体隐性遗传无丙种球蛋白血症 9(AGM9; 619693) 患者的复合杂合状态中发现安齐洛蒂等人(2019),参见 601416.0003。

.0005 无丙种球蛋白血症 9,常染色体隐性遗传
SLC39A7,THR395ILE

在一名患有常染色体隐性遗传无丙种球蛋白血症 9(AGM9;619693) 的西班牙裔女孩(P5) 中,Anzilotti 等人(2019) 鉴定了 SLC39A7 基因中的纯合 C 到 T 转换,导致 thr395 到 ile(T395I) 取代。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。该变体在 gnomAD 数据库中以杂合状态被发现两次。转染该突变的 HEK293 细胞显示出正常的蛋白质水平和细胞定位于 ER。没有对该变体进行其他功能研究,但预计它具有亚效效应。