INO80 复合体，ATP 酶亚基; INO80

INO80 复合物，催化亚基
INO80 复合物，亚基 A；INO80A
INO80 复合同系物 1；INOC1
INO80，酿酒酵母，同系物

HGNC 批准的基因符号：INO80

细胞遗传学位置：15q15.1 基因组坐标（GRCh38）：15:40,978,879-41,117,777（来自 NCBI）

▼ 描述

INO80 是酿酒酵母 Ino80 的人类同源物，是 INO80 染色质重塑复合物的催化 ATP 酶亚基（Shen 等，2000；Bakshi 等，2004）。INO80 定义了 SWI2/SNF2 染色质重塑蛋白的一个亚家族；请参阅 SMARCA（600014）了解背景信息。

▼ 克隆和表达

在计算机分析中的应用，Bakshi 等人（2004）鉴定了 SNF2/SWI2 基因家族的新成员，包括酵母 Ino80 的人类同源物。推导的 1,556 个氨基酸的 INOC1 蛋白的预测分子量为 177 kD（Bakshi et al., 2006）。该蛋白含有保守的 7 基序 SNF2 解旋酶结构域，该结构域分散在 700 多个氨基酸而不是典型的 400 个氨基酸。它在 SNF 结构域基序 1 中具有典型的 GxGK[S/T] 序列，在基序 2 中具有 DEAQ，而不是 DExH/D，以及一个 126 个氨基酸结构域，称为 DBINO（INO80 的 DNA 结合结构域），在 INO8 成员中是保守的0 亚家族，位于 SNF2 解旋酶结构域的上游。INOC1 包含 N 端和 C 端核定位信号（Bakshi 等人，2004；Bakshi 等人，2006）。

通过 PCR 分析，使用 3 个引物组映射 INOC1 的不同外显子，Bakshi 等人（2006）检测到小鼠 Inoc1 在所有 3 种细胞中普遍表达；在人体组织的 cDNA 中，2 中普遍表达，但跨越 SNF2 ATPase 结构域的转录物仅在脑、肝脏和胰腺中表达。Bakshi 等人使用免疫沉淀和蛋白质印迹分析（2006）在胚胎肾（HEK293）细胞中检测到 76 kD 蛋白条带，并表明这可能代表另一种剪接产物。巴克希等人（2006）通过免疫荧光显微镜在 HEK293 细胞中将 INOC1 定位于细胞核。

▼ 基因结构

INOC1 基因包含 36 个外显子，长度约为 135 kb（Bakshi et al., 2004）。

▼

通过序列分析进行绘图，Bakshi 等人（2004）将 INOC1 基因定位到染色体 15q14。巴克希等人（2006）指出 INOC1 基因定位于 15q15.1。

▼ 基因功能

使用组氨酸标记的重组 INOC1（包含 ATPase 结构域），Bakshi 等人（2006）证明 INOC1 显示出对双链 DNA 具有特异性的 ATP 酶活性，并对分离的人单核小体显示出活性。双链 DNA 的 ATP 水解发生在线性时间过程中，计算出的 Km 为 167 microM，与 SNF2/SWI2 家族的其他 ATP 酶相似。Bakshi 等人使用电泳迁移率变动测定和荧光光谱法（2006）证明 INOC1 DBINO 结构域具有 DNA 结合活性。

敏等人（2013）发现小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）中 Ino80 的缺失会导致细胞增殖缺陷、诱导 p21 表达以及过早进入细胞衰老/细胞周期停滞。细胞增殖缺陷是由于 DNA 损伤反应（DDR）的激活所致。Ino80不能感知DNA双链断裂，并且Ino80的缺失本身并不能诱导强大的DDR，但Ino80是DNA修复所必需的，并且Ino80的缺失延迟了DNA损伤的修复，从而降低了细胞增殖率。在 Ino80 缺陷的 MEF 中，单链 DNA 的形成受到损害，导致端粒处的同源定向 DNA 修复（HDR）有缺陷。研究结果表明，Ino80 促进停滞复制叉中 DNA 断裂处单链 DNA 的形成，并且是端粒重复序列有效复制所必需的。脆弱的端粒在 Ino80 缺陷的 MEF 中很突出，进一步表明 Ino80 是功能失调端粒 HDR 所必需的。Ino80 缺陷还抑制癌基因转化细胞的细胞增殖和贴壁依赖性生长。

INO80 和 SWRC（参见 611421）是多亚基复合物，分别催化组蛋白变体 H2AZ（H2AFZ；142763）从基因起始处的第一个核小体沉积和去除。Yen 等人利用蛋白质-基因组相互作用的超高分辨率图谱（2013）确定了 INO80 和 SWRC 的 20 个亚基在酵母基因组中的亚核小体位置。研究表明，INO80 和 SWRC 完全吞噬 +1 核小体，不同的亚基以与大多数 +1 核小体相似的方式占据核小体上的特定位置（交联）。Ino80 是 INO80 的催化亚基，与大部分 +1 核小体交联，并与 SWRC 中的对应物 Swr1（SRCAP; 611421）表现出中等相关的共占用性。

▼ 生化特征

冷冻电子显微镜

阿亚拉等人（2018）提出了具有结合核小体的人类 INO80 染色质重塑剂的结构，揭示了 INO80 以以前未描述的方式与核小体相互作用：运动结构域位于核小体入口点的 DNA 上，而不是超螺旋位置 2。INO80 的 ARP5（ACTR5; 619730）-IES6 模块在核小体的另一侧产生额外的接触。这种排列使得核小体的组蛋白 H3 尾能够在调节 INO80 运动域的活动中发挥作用，这与其他特征性重塑蛋白不同，后者的 H4 尾已被证明可以调节运动域。

▼ 分子遗传学

关联有待确认

Kracker 等人在 2 名患有原发性免疫缺陷的无关男性患者中，其特征是免疫球蛋白类别转换重组（CSR）缺陷和 IgA 和 IgG 水平低（2015）使用全外显子组或桑格测序鉴定了 INO80 基因中的复合杂合错义变异。一名 10 岁男孩（P1），由无关的土耳其父母出生，携带 V1108G 和 D145N 替换，一名 67 岁男子（P2）携带 V1108G 和 I882V 替换。D145 残基在哺乳动物中通常是保守的，尽管在一些哺乳动物物种中发现了插入 1、2、4 或 9 个氨基酸的 N145 变体。V1108G 变体在普通人群中观察到的频率为 0.004（rs34178030），而保守性不高的 I882V 变体的等位基因频率为 0.009（rs34153025）。与对照组相比，患者成纤维细胞对伽马射线照射的细胞存活率降低，表明 DNA 修复存在缺陷。当用野生型 INO80 转导时，细胞存活率增加。小鼠 B 细胞系的体外研究表明，INO80 的敲低会导致免疫球蛋白 CSR 受损，以及细胞存活率降低和 DNA 修复缺陷。这些变化与姐妹染色单体分离异常相关，表明 INO80 在粘连蛋白活性中发挥作用。其他详细的体外研究表明，INO80 复合物定位于 S 区域，该区域参与导致 CSR 的 DNA 重组。INO80 及其复合 ATP 酶 reptin（RUVBL2; 604788）和 pontin（RUVBL1; 603449）也在切换原代 B 细胞中与 AICDA（605257）相互作用。研究结果表明，INO80 复合物调节免疫球蛋白开关区突触期间可能需要的粘连蛋白功能。P1在5岁时出现反复细菌感染，P2在18岁时出现反复呼吸道感染；后者对免疫球蛋白治疗反应良好。两名患者的 IgM 水平均正常，但 IgA 和 IgG 水平降低。总 B 细胞和 T 细胞计数也正常，但转换记忆 B 细胞较低。作者认为，INO80 缺陷与免疫球蛋白 CSR 缺陷有关，但所鉴定的变异可能是易感变异，而不是真正导致该疾病的原因。P2 在 18 岁时出现反复呼吸道感染；后者对免疫球蛋白治疗反应良好。两名患者的 IgM 水平均正常，但 IgA 和 IgG 水平降低。总 B 细胞和 T 细胞计数也正常，但转换记忆 B 细胞较低。作者认为，INO80 缺陷与免疫球蛋白 CSR 缺陷有关，但所鉴定的变异可能是易感变异，而不是真正导致该疾病的原因。P2 在 18 岁时出现反复呼吸道感染；后者对免疫球蛋白治疗反应良好。两名患者的 IgM 水平均正常，但 IgA 和 IgG 水平降低。总 B 细胞和 T 细胞计数也正常，但转换记忆 B 细胞较低。作者认为，INO80 缺陷与免疫球蛋白 CSR 缺陷有关，但所鉴定的变异可能是易感变异，而不是真正导致该疾病的原因。

▼ 动物模型

Min 等人采用条件敲除方法（2013）发现 Ino80 的纯合缺失导致小鼠早期胚胎死亡。在成年小鼠中条件性删除 Ino80 会导致体重减轻和过早死亡。小鼠中 Ino80 的杂合缺失导致中枢神经系统运动神经元缺陷。当在易患肿瘤的 p53（TP53; 191170） -/- 背景中对 Ino80 +/- 小鼠进行研究时，Ino80 单倍体不足通过将由淋巴瘤主导的 p53 -/- 肿瘤谱改变为有利于侵袭性肉瘤形成的谱来影响癌症的发展。

Qiu 等人使用条件敲除方法（2016）发现小鼠胚胎发育最早需要 Ino80 的时间点是原肠胚形成后。来自早期胚胎的 Ino80 敲除胚胎干细胞（ESC）是可行的且碱性磷酸酶呈阳性，但它们表现出不稳定的多能状态，并且无法在培养物和早期胚胎中分化。原位RNA杂交分析表明，Ino80在野生型小鼠胚胎和成体中广泛表达，并且对于建立植入后胚胎的近远端轴至关重要。Ino80 敲除早期胚胎的 Bmp4（112262）表达升高，远端内脏内胚层（DVE）标记物表达减少，表明 Ino80 敲除胚胎远端内脏内胚层有缺陷，原肠胚形成失败。Ino80 敲除 ESC 的表达分析还显示 Bmp4 表达上调和 DVE 标记物下调。进一步分析表明，Ino80定位于Bmp4启动子并在ESC分化过程中调节其表达。邱等人（2016）得出结论，INO80 在近端-远端轴不对称性中发挥着重要作用，部分是通过调节 BMP4 来实现的。