F框 和富含亮氨酸的重复蛋白 3; FBXL3

• 以前的 F框 和富含亮氨酸的重复蛋白 3A；FBXL3A
• FBL3A
• FBL3

HGNC 批准的基因符号：FBXL3

细胞遗传学位置：13q22.3 基因组坐标（GRCh38）：13:76,992,596-77,027,163（来自 NCBI）

▼ 描述

F 框以最初观察到的细胞周期蛋白 F（CCNF; 600227） 命名，是一个约 40 个氨基酸的基序，可结合 SKP1（601434）。F框 蛋白（例如 FBXL3）是称为 SCF（SKP1、滞蛋白（参见 603134）、F框 蛋白）的模块化 E3 泛素蛋白连接酶的组件，其在磷酸化依赖性泛素化中发挥作用。

▼ 克隆和表达

使用酵母 2-hybrid 筛选，以 SKP1 作为诱饵，然后搜索序列数据库，Winston 等人（1999） 和 Cenciarelli 等人（1999） 分别鉴定了 33 种哺乳动物和 26 种人类 F框 蛋白。这些包含具有富含亮氨酸重复序列的C末端（FBXL，例如SKP2（601436））、WD40结构域（FBXW，例如BTRCP（603482）），或无可识别基序（FBXO，例如CCNF）。通过 Northern blot 分析，Cenciarelli 等人（1999） 发现大约 4.4 kb FBXL3A 转录物的普遍表达。免疫荧光显微镜证实了野生型 FBXL3A 和缺乏 F 框的突变型 FBXL3A 的核定位。

金等人（2004） 报道称 FBXL3 蛋白含有一个 N 末端 F 框，后面是 11 个富含亮氨酸的重复序列。

▼

使用 FISH 进行绘图，Chiaur 等人（2000） 将 FBXL3 基因定位到 13q22，该区域在大约 75% 的小细胞肺癌中杂合性丢失。通过 Southern 印迹分析，他们确定 FBXL3 在小细胞癌细胞系中代表性不足。

金等人（2004）指出小鼠Fbxl3基因定位于染色体14E2.3。

▼ 基因功能

Busino 等人（2007） 发现 CRY1（601933） 和 CRY2（603732） 均与 FBXL3 发生共免疫沉淀，但不与所检测的其他 9 种 F框 蛋白发生共免疫沉淀。CRY2 在 FBXL3 存在的情况下被泛素化，但其他 F框 蛋白则不会被泛素化。布西诺等人（2007） 得出结论，FBXL3 泛素连接酶控制生物钟的振荡，CRY1 和 CRY2 的降解是有效及时重新激活 CLOCK（601851）-BMAL1（ARNTL; 602550） 的先决条件。

Hirano 等人使用基因敲除小鼠（参见动物模型）（2013） 发现 Fbxl3 和 Fbxl21（609087） 在调节昼夜节律活动中发挥作用。使用人和小鼠细胞和构建体，他们确定 Fbxl21 和 Fbxl3 形成不同的 SCF 复合物，充当 E3 泛素连接酶，实现 Cry1 和 Cry2 的泛素化。含有 Fbxl3 的复合物靶向 Cry 蛋白对 Cry 蛋白进行泛素化，以进行蛋白酶体降解。相反，含有 Fbxl21 的复合物对 Cry 蛋白的泛素化稳定了 Cry 蛋白，使其免遭降解。突变分析显示，Fbxl3 和 Fbxl21 针对 Cry1 和 Cry2 内不同的保守赖氨酸进行泛素化。在转染的 HEK293 细胞或 NIH3T3 小鼠成纤维细胞中 Fbxl3 的过度表达导致 Cry1 蛋白水平呈剂量依赖性下降，而 Fbxl21 的过度表达导致 Cry1 蛋白水平呈剂量依赖性增加。小鼠胚胎成纤维细胞中 Fbxl21 的敲低导致 Cry1、Cry2 和其他时钟蛋白的蛋白水平振荡发生改变。平野等人（2013） 得出结论，FBXL3 和 FBXL21 通过平衡 CRY1 和 CRY2 蛋白水平来合作维持昼夜节律振荡。

▼ 生化特征

晶体结构

邢等人（2013） 报道了哺乳动物 CRY2 的 apo、FAD 结合和 FBXL3-SKP1 复合形式的晶体结构。与其他隐花色素不同，哺乳动物 CRY2 通过开放的辅助因子口袋动态结合 FAD。值得注意的是，F框 蛋白 FBXL3 通过同时用保守的羧基末端尾部占据其 FAD 结合袋并掩埋其 PER（参见 602260）结合界面来捕获 CRY2。

▼ 分子遗传学

Ansar 等人在 2 个不相关的近亲家庭（F002 和 F145）中患有智力发育障碍、身材矮小、面部异常和言语缺陷（IDDSFAS；606220）的受影响成员中（2019） 鉴定了 FBXL3 基因（605653.0001 和 605653.0002）中的纯合移码或无义突变。来自第三个无关家庭的受影响患者（M213） 是错义突变纯合子（C358R; 605653.0003）。这些突变是通过外显子组测序发现并通过桑格测序证实的，在所有 3 个家族中都与该疾病分离。尚未进行变体的功能研究和患者细胞的研究，但预计截短突变将导致与 CRY2 相互作用的 FBXL3 C 端 LRR 结构域缺失，从而导致功能丧失效应。错义突变 C358R 影响的残基与小鼠模型“下班后”（C358S） 中的残基相同，请参见动物模型。除了 IDDSFAS 的主要特征外，该患者还存在睡眠/觉醒周期紊乱，表明昼夜节律系统受累（Ansar et al.（2019） 文章图 1 中的图例错误地指出第三名患者来自 M039 家族；Ansar（2019） 确认正确的家族是 M213，如文中和表 1 所示。）（2019）错误地指出第三名患者来自M039家庭；Ansar（2019） 确认正确的家族是 M213，如文本和表 1 中所述。）（2019）错误地指出第三名患者来自M039家庭；Ansar（2019） 确认正确的家族是 M213，如文本和表 1 中所述。）

▼ 动物模型

通过筛选诱变小鼠的跑轮活动节律的改变，Godinho 等人（2007） 发现了 Fbxl3 基因中的一个突变，他们将其称为“下班后”（Afh）。Afh 突变导致 Fbxl3 蛋白富含亮氨酸的区域发生从 cys358 到丝氨酸（C358S） 的取代，并导致纯合子中出现约 27 小时的自由运行节律。原位杂交、免疫组织化学和蛋白质印迹分析表明，Afh 改变了视交叉上核中生物钟负调节因子 Per1（602260）、Per2（603426） 和 Cry1 以及正调节因子 Bmal1 的表达。戈迪尼奥等人（2007） 得出结论，FBXL3 在哺乳动物的昼夜节律计时中发挥着核心作用。

Siepka 等人使用 N-乙基-N-亚硝基脲（ENU） 诱变筛选影响小鼠昼夜节律的隐性突变（2007）分离出一种长期昼夜节律突变体，他们将其称为“超时”（Ovtm）。Ovtm 突变导致 Fbxl3 中 ile364 替换为 thr（I364T），从而导致功能丧失。在 Ovtm 小鼠中，Per1 和 Per2 的表达减少，而 Cry1 和 Cry2 的表达没有变化。Fbxl3 功能丧失导致 Cry 蛋白稳定以及 Per 和 Cry 基因的整体转录抑制。

平野等人（2013） 创造了缺乏 Fbxl3、Fbxl21 或同时缺乏 Fbxl3 和 Fbxl21 的小鼠。所有小鼠均按预期的孟德尔比例获得，并且表现正常。Fbxl3缺失小鼠在轮跑活动中进行了12小时的光暗（LD）循环，但当暴露于持续黑暗（DD）时，它们表现出近28小时的活动期，并且有些小鼠在改回LD循环时未能进行诱导。Fbxl3 缺失小鼠的表型比 Fbxl3 中 Afh 或 Ovtm 点突变纯合小鼠中观察到的表型更严重。相比之下，除了消除深夜活动外，Fbxl21缺失小鼠在DD和LD条件下与野生型小鼠没有表现出显着差异。Fbxl3缺失小鼠的强表型在Fbxl3/Fbxl21双敲除小鼠中显着减弱。然而，

▼ 等位基因变异体（3 个选定示例）：

.0001 智力发育障碍，伴有身材矮小、面部异常和言语缺陷
FBXL3、ARG149TER
黎巴嫩近亲父母（家庭 F002）的 2 姐妹患有智力发育障碍，伴有身材矮小、面部异常和言语缺陷（IDDSFAS；606220），最初由 Megarbane 和 Cormier-Daire（2001）、Ansar 等人描述（2019） 在 FBXL3 基因中鉴定出纯合 c.445C-T 转换（c.445C-T, NM_012158.2），导致 arg149 到 ter（R149X） 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。没有进行该变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计该突变会导致功能丧失。其他 2 个基因中的纯合错义变异，即 PPARD（600409） 中的 E10A 和 LMO7（604362） 中的 E511G，也与该家族中的表型分离，其中包括骨骼异常；不能排除这些变体的作用。

.0002 智力发育障碍，伴有身材矮小、面部异常和言语缺陷
FBXL3、1-BP DEL、884T
Ansar 等人在巴基斯坦一个高度近亲多代家庭（家庭 F145）的 5 名受影响成员中发现，他们患有智力发育障碍，伴有身材矮小、面部异常和言语缺陷（IDDSFAS；606220）（2019） 在 FBXL3 基因中发现了一个纯合 1-bp 缺失（c.884delT, NM_012158.2），导致移码和提前终止（Leu295TyrfsTer25）。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。没有进行该变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计该突变会导致功能丧失（Ansar et al.（2019） 的文章摘要错误地指出该突变为 c.885delT、Leu295PhefsTer25；Ansar（2019） 证实正确的突变为 c.884delT，

.0003 智力发育障碍，伴有身材矮小、面部异常和言语缺陷
FBXL3、CYS358ARG
Ansar 等人发现，一名 24 岁男子的父母是意大利远亲（M213 家族），患有智力发育障碍、身材矮小、面部异常和言语缺陷（IDDSFAS；606220）（2019） 鉴定了 FBXL3 基因中的纯合 c.1072T-C 转换（c.1072T-C, NM_012158.2），导致 cys358 到 arg（C358R） 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。分子模型预测该突变会扰乱 LRR10 结构，导致蛋白质不稳定并损害 FBXL3/CRY2（603732） 相互作用。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究，但 Ansar 等人（2019） 指出受影响的残留物与鼠模型“下班后”（C358S） 中受影响的残留物相同；参见动物模型。除了 IDDSFAS 的主要特征外，该患者还存在睡眠/觉醒周期紊乱，表明昼夜节律系统受累。