ATP 酶,H+ 转运,溶酶体,V0 亚基 A2; ATP6V0A2
- A2V-ATP酶
HGNC 批准的基因符号:ATP6V0A2
细胞遗传学位置:12q24.31 基因组坐标(GRCh38):12:123,712,352-123,761,754(来自 NCBI)
▼ 描述
多亚基液泡型质子泵(H(+)-ATP酶或V-ATP酶)对于多种细胞成分的酸化至关重要,包括内体、溶酶体、网格蛋白包被的囊泡、分泌囊泡和嗜铬颗粒,并且在某些特殊细胞的质膜中以高密度存在。H(+)-ATP酶由外周V(1)结构域和完整膜V(0)结构域组成;ATP6V0A2 是 V(0) 结构域的一个组成部分(Smith et al., 2003)。
▼ 克隆和表达
通过筛选分泌的免疫调节蛋白,Lee 等人(1990) 从小鼠辅助 T 细胞杂交瘤 cDNA 文库中克隆了 Atp6v0a2,他们将其称为 J6B7。推导的蛋白质具有疏水性 N 末端和 3 个潜在的 N-糖基化位点,计算分子量为 98.0 kD。Northern 印迹分析在 T 细胞杂交瘤细胞和小鼠胸腺中检测到丰富的表达,但在胸腺瘤、脾脏或肝脏中没有检测到。
Ntrivalas 等人使用流式细胞术和免疫荧光显微镜(2007)表明A2V-ATP酶在JEG-3人绒毛膜癌细胞系的细胞膜和细胞内表达。
▼ 基因功能
Lee 等人(1990) 发现小鼠 Atp6v0a2 以剂量依赖性方式显着抑制混合淋巴细胞反应。
恩特里瓦拉斯等人(2007) 指出,在细胞刺激后,A2V-ATP 酶以 50-kD 分子的形式迁移到细胞膜,剩余的 20-kD N 端结构域被分泌到细胞外环境中。作者表明,在与 JEG-3 细胞共培养的人外周血单核细胞中,A2V-ATPase N 末端结构域可增加 IL1B(147720) 的分泌,并显着降低 I 型和 II 型白细胞介素受体 IL1R1(147810) 和 IL1R2(147811) 的表达。
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通过 15 个近亲家族的纯合性作图,Kornak 等人(2008) 在含有 ATP6V0A2 基因的染色体 12q24 上鉴定出常染色体隐性皮肤松弛(219200) 的关键区域。
▼ 分子遗传学
常染色体隐性皮肤松弛症(ARCL) II 型(德布雷型)(ARCL2A;219200)和皱纹皮肤综合征(WSS;278250)的表现除了先天性皮肤过度起皱外,囟门闭合延迟,典型的面部外观伴有下斜睑裂,一般结缔组织无力,以及不同程度的生长和发育迟缓以及神经系统异常。一些受影响的人在以后的生活中会出现癫痫发作和精神恶化,而皮肤表型往往会随着年龄的增长而变得更温和。因为已经描述了皮肤松弛表型与先天性糖基化障碍的关联,并且在参与高尔基膜转移的保守寡聚高尔基体(COG) 复合体有缺陷的个体中观察到皱纹皮肤,Kornak 等人(2008) 研究了从 ARCL II 型个体中分离出的血清蛋白的糖基化。所有受影响的个体都表现出 CDG II 型(CDG II)模式,这对应于高尔基体处理水平上的 N-糖基化缺陷。通过 15 个近亲家族的纯合性作图,Kornak 等人(2008) 在 12 个家族中鉴定出染色体 12q24 上的一个纯合区域,其最大 lod 得分为 3.2。关键连锁区的 9 个基因的产物是高尔基体蛋白质组的一部分。Kornak 等人在 12 个诊断为常染色体隐性遗传 II 型皮肤松弛症或皱纹皮肤综合征的家庭中(2008) 鉴定了 ATP6V0A2 基因中的 10 种不同的功能丧失突变(参见例如 611716.0001-611716.0003)。4 个是剪接位点突变,3 个是无意义的,和3移码;5 个突变导致细胞质 N 末端过早停止,这被认为介导与其他 ATP 酶亚基的相互作用,其他突变导致跨膜片段 III、VI 和 VIII 的截短。这些突变导致血清蛋白(CDG II)糖基化异常,并导致受影响个体的成纤维细胞中高尔基体转移受损。结果表明质子泵的α-2亚基在高尔基体功能中具有重要作用。
胡克塔戈德等人(2009) 在 17 名常染色体隐性皮肤松弛症患者的队列中确定了 ATP6V0A2 的分子缺陷。观察到相当大的等位基因和表型异质性。在所有测试的患者中均观察到异常的 N-和/或粘蛋白型 O-糖基化。
Fischer 等人在 13 名 ARCL2 患者中进行了研究(2012) 鉴定了 17 个 ATP6V0A2 突变:1 个起始密码子突变、3 个错义突变、3 个无义突变、3 个剪接位点突变、3 个框内缺失和 4 个移码突变;其中 14 个突变是新的。除 1 个突变外,所有突变均呈纯合或复合杂合状态。在一名 40 岁患者(患者 2)的基因组和 cDNA 水平上检测到杂合剪接位点突变(117+1delG),但成纤维细胞中 ATP6V0A2 mRNA 明显无义介导的衰变证实了 ATP6V0A2 相关 ARCL2。费舍尔等人(2012)表明第二个突变很可能位于未包含在突变筛选中的非编码区域。
▼ 发病机制
胡克塔戈德等人(2009) 表明,过早终止密码子突变(参见 611716.0001)通过无义介导的衰变途径破坏突变体 mRNA 的稳定性,从而导致 ATP6V0A2 mRNA 水平降低。siRNA 敲低或 ARCL2 细胞中 ATP6V0A2 的丢失导致高尔基体扩张、异常溶酶体和多泡体的积累。ARCL2 细胞的免疫染色显示原弹性蛋白(ELN; 130160) 在高尔基体以及大的异常细胞内和细胞外聚集体中积累。脉冲追踪研究证实了 ELN 的分泌受损和细胞内保留增加,不溶性弹性蛋白测定显示成熟弹性蛋白的细胞外沉积显着减少。ARCL2 细胞中 Fibrillin-1(FBN1;134797)微纤维组装和分泌的赖氨酰氧化酶(LOX;153455)活性正常。TUNEL 染色显示 ARCL2 细胞培养物中细胞凋亡率增加。胡克塔戈德等人(2009) 得出结论,ATP6V0A2 的功能丧失突变导致 ELN 在高尔基体中聚集,ELN 聚集体的清除受损,并增加弹性细胞的凋亡。
Fischer 等人通过使用针对 ATP6V0A2 的抗体进行免疫染色(2012) 证明了 ATP6V0A2 在高尔基体的定位以及 ARCL2A 患者真皮成纤维细胞中突变的 ATP6V0A2 蛋白的丢失。对真皮成纤维细胞以及缺乏 ATP6V0A2 的 HeLa 细胞中布雷菲德菌素 A 诱导的高尔基体塌陷的研究显示存在延迟,而在缺乏 ARCL 相关蛋白 GORAB(607983) 和 PYCR1(179035) 的细胞中则不存在这种延迟。此外,Fischer 等人通过检测 P-Smad2(2012) 证明,来自 ATP6V0A2 突变患者的成纤维细胞显示出升高的 TGF-β 信号传导,并且上清液中的 TGFB1(190180) 水平升高。
▼ 等位基因变体(5 个选定示例):
.0001 CUTIS LAXA,常染色体隐性遗传,IIA型
ATP6V0A2,GLN765TER
在一名患有 IIA 型常染色体隐性遗传皮肤松弛症并患有先天性 II 型糖基化疾病(CDG II) 模式(ARCL2A; 219200) 的西班牙裔个体中(ARCL2A; 219200),Kornak 等人(2008) 鉴定了 ATP6V0A2 基因中的无义突变:2293C-T,gln765 停止(Q765X)。突变发生在蛋白质的第八跨膜结构域。
.0002 皮肤松弛症,常染色体隐性,IIA型
ATP6V0A2,ARG63TER
在 2 名患有常染色体隐性遗传性皮肤松弛症 IIA 型且伴有先天性糖基化疾病 II 型(CDG II) 模式的土耳其个体中(ARCL2A;219200),Kornak 等人(2008) 鉴定了 ATP6V0A2 基因中的无义突变:187C-T,arg63 停止(R63X)。突变发生在细胞质 N 端结构域。Morava 等人报告了其中一名患者(2005)。
.0003 皱纹皮肤综合症
ATP6V0A2, 10132G-A
来自阿曼的 3 个家庭,Kornak 等人(2008) 鉴定了 ATP6V0A2 基因中与皱纹皮肤综合征相关的无义突变(WSS; 278250): 294+1G-A,导致 val66 处的移码和过早的蛋白质终止(Val66fsTer107)。其中一名患者因囟门大开放而出现典型的面部畸形和额颅凹陷,以及颈部和腹部皮肤皱纹。
.0004 皮肤松弛症,常染色体隐性,IIA 型
ATP6V0A2,7-BP DEL,NT2355
在一名患有常染色体隐性遗传性皮肤松弛症 IIA 型(ARCL2A;219200) 的印度患者中,Fischer 等人(2012) 鉴定了 ATP6V0A2 基因(2355-2361delTGGCGTC) 中 7 bp 缺失的纯合性,导致移码(Tyr785fsTer800)。
.0005 皮肤松弛症,常染色体隐性,IIA 型
ATP6V0A2,1-BP INS,100A
来自近亲家庭的土耳其患者分离出 IIA 型常染色体隐性皮肤松弛症 IIA 型(ARCL2A;219200),Fischer 等人(2012) 鉴定了 ATP6V0A2 基因中 1 bp 插入(100_101insA) 的纯合性,导致移码(Val476SfsTer499)。