AlkB 同源物 8，tRNA 甲基转移酶; ALKBH8

AlkB，大肠杆菌，同源物，8
ABH8

HGNC 批准的基因符号：ALKBH8

细胞遗传学位置：11q22.3 基因组坐标（GRCh38）：11:107,502,725-107,565,736（来自 NCBI）

▼ 描述

AlkB 蛋白属于非血红素、铁依赖性双加氧酶的保守家族。ALKBH8 在 AlkB 家族蛋白中是独特的，因为除了中央保守的 AlkB 加氧酶结构域外，它还包含 N 端 RNA 识别基序（RRM）和 C 端 S-腺苷-L-甲硫氨酸（SAM）依赖性甲基转移酶（MT）基序（Fu et al., 2010）。

▼ 克隆与表达

通过数据库分析来识别与 ABH 基因相似的序列（参见 ALKBH1；605345），然后对睾丸 cDNA 文库进行 PCR，Tsujikawa 等人（2007）克隆了 ALKBH8，他们将其称为 ABH8。推导的 664 个氨基酸蛋白具有 N 端 RNA 结合基序，随后是 AlkB 同源结构域和 C 端 MT 结构域。AlkB 同源结构域预计将发挥 2-氧化戊二酸和 Fe（II）依赖性（2OG-FE（II））加氧酶结构域的作用。数据库分析表明存在 ALKBH8 剪接变体，该变体编码由于移码而缺乏 2OG-FE（II）加氧酶结构域的蛋白质。定量实时 PCR 在所有 16 个检查组织中检测到可变的 ABH8 表达，其中在脾脏、胰腺和肺中表达最高。荧光标记的 ABH8 在转染的 HeLa 细胞的细胞质中表达，但在细胞核中不表达。

通过数据库分析，Fu 等人（2010）鉴定了人类 ALKBH8 的剪接变体，其编码仅包含 N 端 RRM 结构域、仅包含 RRM 和 AlkB 加氧酶结构域或仅包含 C 端 MT 结构域的蛋白质。所有 ALKBH8 亚型（包括全长 ALKBH8）主要在细胞质中表达。

▼ 基因功能

Shimada 等人（2009）发现沉默尿路上皮癌细胞系中 ALKBH8 的表达会诱导细胞凋亡。该凋亡途径涉及 JNK（参见 MAPK8；601158）和 p38（MAPK14；600289）的激活、NOX1（300225）下调导致的活性氧物种减少以及 H2AX（H2AFX；601772）的磷酸化。沉默 ALKBH8 可减少体外癌细胞的侵袭和血管生成，并抑制无胸腺裸鼠的肿瘤形成。免疫组织化学分析显示，与低级别和非侵袭性表型相比，高级别、浅表和深层浸润性膀胱癌标本以及原位癌标本中 ALKBH8 和 NOX1 的表达升高。

Fu 等人使用蛋白质下拉测定法（2010）发现表位标记的全长 ABH8 与 TRM112（TRMT112）相互作用，TRM112 是几种甲基转移酶的锌指蛋白亚基。过度表达后，ABH8 还与 TCP 环复合物（TRiC；参见 600114）的所有 8 个亚基相互作用，TCP 环复合物是胞质底物折叠所需的圆柱形伴侣。删除分析显示ABH8的AlkB和MT结构域均与TRM112相互作用，并且MT结构域与TRiC相互作用。在 SAM 辅因子存在的情况下，将 ABH8 与 DNA、RNA 和蛋白质底物一起孵育，结果表明 ABH8 以及所有含有 MT 结构域的 ABH8 亚型可催化强大的 tRNA 甲基化酶活性。ABH8 对任何其他检查底物均未表现出甲基化酶活性。ABH8 与含有摆动尿苷的精氨酸（参见 TRNAR1；610406）和谷氨酰胺（参见 TRNAE1；180640）的 tRNA 特异性相互作用，但不与其他含有摆动尿苷的 tRNA 相互作用。293T 细胞中 ABH8 的敲除导致 5-甲基羧甲基尿苷（mcm（5）U）急剧减少，同时 cm（5）U 前体增加，表明 ABH8 催化 mcm（5）U 形成的最后一步。ABH8 耗尽的人类细胞系对甲磺酸甲酯或博来霉素引起的 DNA 损伤表现出更高的敏感性。博莱霉素可诱导 ABH8 表达，但在耗尽中央上游 DNA 损伤反应激酶 ATM（607585）的细胞中则不然。傅等人（2010）假设 ABH8 通过调节 tRNA 修饰在 DNA 损伤存活中发挥作用，可能与氧化脱甲基酶活性一致。293T 细胞中 ABH8 的敲除导致 5-甲基羧甲基尿苷（mcm（5）U）急剧减少，同时 cm（5）U 前体增加，表明 ABH8 催化 mcm（5）U 形成的最后一步。ABH8 耗尽的人类细胞系对甲磺酸甲酯或博来霉素引起的 DNA 损伤表现出更高的敏感性。博莱霉素可诱导 ABH8 表达，但在耗尽中央上游 DNA 损伤反应激酶 ATM（607585）的细胞中则不然。傅等人（2010）假设 ABH8 通过调节 tRNA 修饰在 DNA 损伤存活中发挥作用，可能与氧化脱甲基酶活性一致。293T 细胞中 ABH8 的敲除导致 5-甲基羧甲基尿苷（mcm（5）U）急剧减少，同时 cm（5）U 前体增加，表明 ABH8 催化 mcm（5）U 形成的最后一步。ABH8 耗尽的人类细胞系对甲磺酸甲酯或博来霉素引起的 DNA 损伤表现出更高的敏感性。博莱霉素可诱导 ABH8 表达，但在耗尽中央上游 DNA 损伤反应激酶 ATM（607585）的细胞中则不然。傅等人（2010）假设 ABH8 通过调节 tRNA 修饰在 DNA 损伤存活中发挥作用，可能与氧化脱甲基酶活性一致。证明 ABH8 催化 mcm（5）U 形成的最后一步。ABH8 耗尽的人类细胞系对甲磺酸甲酯或博来霉素引起的 DNA 损伤表现出更高的敏感性。博莱霉素可诱导 ABH8 表达，但在耗尽中央上游 DNA 损伤反应激酶 ATM（607585）的细胞中则不然。傅等人（2010）假设 ABH8 通过调节 tRNA 修饰在 DNA 损伤存活中发挥作用，可能与氧化脱甲基酶活性一致。证明 ABH8 催化 mcm（5）U 形成的最后一步。ABH8 耗尽的人类细胞系对甲磺酸甲酯或博来霉素引起的 DNA 损伤表现出更高的敏感性。博莱霉素可诱导 ABH8 表达，但在耗尽中央上游 DNA 损伤反应激酶 ATM（607585）的细胞中则不然。傅等人（2010）假设 ABH8 通过调节 tRNA 修饰在 DNA 损伤存活中发挥作用，可能与氧化脱甲基酶活性一致。

▼ 基因结构

Tsujikawa 等人（2007）确定 ALKBH8 基因至少包含 12 个外显子。

▼

通过基因组序列分析进行绘图，Tsujikawa 等人（2007）将 ALKBH8 基因定位到染色体 11q22.3。

▼ 分子遗传学

Monies 等人在 7 名患有常染色体隐性遗传性智力发育障碍 71（MRT71; 618504）的来自 2 个不相关的沙特近亲亲属的患者中（2019）鉴定了 ALKBH8 基因（613306.0001-613306.0002）中的纯合功能丧失突变。这些突变是通过外显子组测序发现并通过连锁分析证实的，与家族中的疾病分开。对患者来源的淋巴母细胞系的分析表明，与对照相比，各种类型的 mcm（5）U 和 mchm（5）U 摆动修饰不存在或显着减少。核糖甲基化形式 mcm（5）Um 在两个家族的所有受影响个体中完全不存在，表明硒代半胱氨酸特异性 tRNA（Sec）发生异常修饰，而硒代半胱氨酸特异性 tRNA（Sec）是某些应激相关硒蛋白特异性表达所必需的。患者细胞中也存在前体 cm（5）U 的异常积累，而在对照组中未观察到这一情况。这些发现与异常 tRNA 修饰在发育性脑疾病发病机制中的新作用一致。

▼等位基因变体（2个选定示例）：.

0001智力发育障碍，常染色体隐性71
AlkBH8，ARG54Ter
，来自3个受影响的Saudi Kindred（家庭1）的3个受影响的SIB，具有常染色体隐性智力智力发育障碍（MIRT71; 618504; 618504）（2019）在 ALKBH8 基因的外显子 12 中鉴定出纯合 c.1660C-T 转换（c.1660C-T, NM_001301010.1），导致 C 末端发生 arg554 至 ter（R554X）取代。该突变是通过外显子组测序发现并通过连锁分析证实的，与该家族中的疾病分离。对患者细胞的分析表明，该突变逃脱了无义介导的 mRNA 衰减。

.0002 智力发育障碍，常染色体隐性遗传 71
ALKBH8，1-BP DEL，1794C
在 4 名来自沙特阿拉伯近亲近亲（家族 2）的受影响兄弟中，患有常染色体隐性遗传智力发育障碍 71（MRT71；618504），Monies 等人（2019）在 ALKBH8 基因的外显子 12 中发现了纯合 1-bp 缺失（c.1794delC, NM_001301010.1），导致 C 末端发生移码和提前终止（Trp599GlyfsTer19）。该突变是通过外显子组测序发现并通过连锁分析证实的，与该家族中的疾病分离。对患者细胞的分析表明，该突变逃脱了无义介导的 mRNA 衰减。