RAL GTP 酶激活蛋白，催化亚基 α-1; RALGAPA1

RAL GTP 酶激活蛋白，α 亚基 1
马铃薯蛋白样蛋白 1；TULIP1
E12 间隙相关相互作用蛋白；GRIPE
-KIAA0884
-GTPase 激活 RAP/RAN-GAP 结构域样 1；GARNL1

HGNC 批准的基因符号：RALGAPA1

细胞遗传学位置：14q13.2 基因组坐标（GRCh38）：14:35,538,355-35,809,294（来自 NCBI）

▼ 描述

RALGAPA1 基因编码 RAL GTP 酶激活蛋白复合物（GAP）的催化亚基，用于 2 个高度相关的小 RAS 样（RAL）蛋白：RALA（179550）和 RALB（179551）。因此，该复合物在下游细胞内信号传导的调节中发挥作用。RALGAP 复合物是催化亚基 RALGAPA1 或 RALGAPA2（618836）和支架亚基 RALGAPB 的异二聚体（Wagner 等人总结，2020）。

▼ 克隆和表达

Nagase 等人通过对从大小分级的脑 cDNA 文库中获得的克隆进行测序，（1998）克隆了 GARNL1，他们将其称为 KIAA0884。GARNL1 转录本的 3-prime UTR 包含多个 Alu 序列和其他重复元件。推导的蛋白质与大鼠 Tulip1 的 230 个氨基酸有 93.5% 的同一性。RT-PCR ELISA 在几乎所有测试的组织和特定大脑区域中检测到 GARNL1 的可变表达。GARNL1 在丘脑中表达最高，在脾脏中几乎没有表达。

Heng 和 Tan（2002）使用小鼠 E12（TCF3; 147141）的基本螺旋-环-螺旋（HLH）结构域作为胚胎第 11.5 天小鼠 cDNA 文库的酵母 2 杂交筛选中的诱饵，克隆了 Garnl1，他们将其称为 Gripe。推导的蛋白质包含一个假定的亮氨酸拉链和一个 C 端 Rap/Ran-GAP 结构域。Gripe 和 E12 mRNA 水平在胚胎发生期间均较高，但只有 Gripe mRNA 水平在成年大脑中保持较高水平，特别是在皮层和海马神经元中。

施瓦茨布劳恩等人（2004）在与神经系统异常相关的 14q 染色体微缺失区域附近发现了 GARNL1 基因，他们将其称为 TULIP1（613457）。通过对人胎脑 cDNA 文库进行 RT-PCR，然后进行 5-prime RACE，他们获得了全长 cDNA。推导的蛋白质含有2,036个氨基酸。施瓦茨布劳恩等人（2004）还鉴定了缺乏外显子 40 的剪接变体，该剪接变体编码具有替代 C 末端的推导的 2,083 个氨基酸的蛋白质。两种蛋白均包含一个 N 端卷曲螺旋结构域，随后是一个中央亮氨酸拉链基序、2 个跨膜区域、一个卷曲螺旋结构域和一个 C 端 Rap-GAP 结构域。Northern 印迹分析在多个大脑区域检测到 8.0 kb 的转录物，其中在小脑中表达最高。半定量 PCR 在所有测试组织中检测到 GARNL1，在肝脏中表达最强，在肺中表达最弱。使用大脑特异性面板，在黑质中检测到最强的表达，在额叶、小脑、海马、尾状核和脊髓中表达较弱。在检查的其他大脑区域中没有检测到表达。施瓦茨布劳恩等人（2004）还克隆了小鼠 Garnl1。与人类基因一样，小鼠 Garnl1 具有缺少外显子 40 的剪接变体，但它也有一个具有复杂剪接模式的替代微外显子（外显子 40-prime）。含有外显子 40 的转录物编码推导的 2,035 个氨基酸的蛋白质，与相应的人类蛋白质具有 94.9% 的同一性。尾状核和脊髓。在检查的其他大脑区域中没有检测到表达。施瓦茨布劳恩等人（2004）还克隆了小鼠 Garnl1。与人类基因一样，小鼠 Garnl1 具有缺少外显子 40 的剪接变体，但它也有一个具有复杂剪接模式的替代微外显子（外显子 40-prime）。含有外显子 40 的转录物编码推导的 2,035 个氨基酸的蛋白质，与相应的人类蛋白质具有 94.9% 的同一性。尾状核和脊髓。在检查的其他大脑区域中没有检测到表达。施瓦茨布劳恩等人（2004）还克隆了小鼠 Garnl1。与人类基因一样，小鼠 Garnl1 具有缺少外显子 40 的剪接变体，但它也有一个具有复杂剪接模式的替代微外显子（外显子 40-prime）。含有外显子 40 的转录物编码推导的 2,035 个氨基酸的蛋白质，与相应的人类蛋白质具有 94.9% 的同一性。

▼ 基因功能

通过缺失分析，Heng 和 Tan（2002）确定小鼠 Gripe 与 E12 的 HLH 区域结合。Gripe 和 E12 的共转染导致两种蛋白在核内积累，而单独表达 Gripe 则导致染色更加弥散。小鼠胚胎癌细胞在诱导神经元分化后上调 Gripe 表达。

▼ 基因结构

Schwarzbraun 等人（2004）确定 GARNL1 基因包含 41 个外显子，跨度约为 271 kb。外显子 1 内及其周围有一个 CpG 岛，外显子 1 上游有许多转录因子结合位点。小鼠 Garnl1 基因显示相同的组织，跨度约为 220 kb。

▼

通过辐射混合分析进行绘图，Nagase 等人。Schwarzbraun 等（1998）将 GARNL1 基因对应到 14 号染色体（2004）通过 FISH 将 GARNL1 基因定位到染色体 14q13.2，并在染色体 9q31.1 上鉴定出经过加工的假基因。他们将小鼠 Garnl1 基因定位到 12 号染色体。

▼ 分子遗传学

Wagner 等人在 4 名患有神经发育障碍（伴有肌张力低下、新生儿呼吸功能不全和体温调节失调）的无关患者中（NEDHRIT; 618797）（2020）鉴定出 RALGAPA1 基因（608884.0001-608884.0005）中的纯合或复合杂合突变。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。gnomAD 数据库中不存在任何内容。3 名患者携带纯合无义或移码突变，而 1 名患者携带错义和无义变异的复合杂合子。2 名患者的成纤维细胞几乎没有 RALGAPA1 蛋白水平，这与功能丧失效应一致。与对照组相比，患者成纤维细胞的 RALA（179550）活性增加，表明 RALGAPA1 缺陷导致 RALA 的组成型激活。RALGAPB（一种支架蛋白）的表达也减少，表明 RALGAP 复合体功能失调。这些发现表明 RALA 信号通路的失调可能导致神经元和大脑发育异常。

▼ 动物模型

Shimojima 等人（2009）发现斑马鱼头部在发育过程中表达 tulip1 基因。与野生型相比，tulip1 的吗啡啉敲低会导致头部亚形并延迟大脑发育。

▼ 等位基因变异体（5 个选定示例）：.

0001 神经发育障碍，伴有肌张力减退、新生儿呼吸功能不全和体温调节
RALGAPA1、ASN1076SER
Wagner 等人在一名 4.5 岁男孩（个体 1）中，由无关的德国父母（家庭 A）出生，患有神经发育障碍，伴有肌张力低下、新生儿呼吸功能不全和体温调节失调（NEDHRIT；618797）（2020）鉴定了 RALGAPA1 基因中的复合杂合突变：c.3227A-G 转变（c.3227A-G、NM_194301.4），导致 asn1076 到 ser（N1076S）取代，以及 c.1126C-T 转变，导致 arg376 到 ter（R376X; 608884.0） 002）替代。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。gnomAD 数据库中未发现这两种变体。对患者成纤维细胞的免疫印迹分析显示，与对照组相比，RALGAPA1 蛋白水平几乎不存在，并且有证据表明突变无义转录本的无义介导的 mRNA 衰减；错义突变体被表达，但蛋白质可能不稳定。研究结果与功能丧失一致。

.0002 神经发育障碍伴肌张力减退、新生儿呼吸功能不全和体温调节
RALGAPA1, ARG376TER
用于讨论 RALGAPA1 基因中的 c.1126C-T 转变（c.1126C-T, NM_194301.4），导致 arg376 到 ter（ R376X）取代，由 Wagner 等人在患有神经发育障碍、肌张力低下、新生儿呼吸功能不全和热调节失调（NEDHRIT; 618797）的患者中以复合杂合状态发现（2020），参见 608884.0001。

.0003 神经发育障碍伴肌张力减退、新生儿呼吸功能不全和体温调节
RALGAPA1，1-BP DEL，4992T
Wagner 等人在一名 8 个月大的巴勒斯坦女孩（个体 2）中，由近亲父母（家庭 B）出生，患有神经发育障碍，伴有肌张力低下、新生儿呼吸功能不全和体温调节失调（NEDHRIT；618797）（2020）鉴定出纯合 1-bp 缺失（c.4992delT, NM_194301.4），导致移码和提前终止（Phe1164LeufsTer11）。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。在 gnomAD 数据库中未找到该变体。对患者成纤维细胞的免疫印迹分析显示，与对照组相比，RALGAPA1 蛋白水平几乎不存在，这与功能丧失一致。

.0004 神经发育障碍伴肌张力减退、新生儿呼吸功能不全和体温调节
RALGAPA1、GLU204TER
Wagner 等人在一名 18 个月大的男孩（个体 3）中，由德国/爱尔兰血统（C 族）的无关父母所生，患有神经发育障碍，伴有肌张力低下、新生儿呼吸功能不全和体温调节失调（NEDHRIT；618797）（2020）鉴定出 RALGAPA1 基因中的纯合 c.610G-T 颠换（c.610G-T，NM_194301.4），导致 glu204-to-ter（E204X）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。在 gnomAD 数据库中未找到该变体。没有进行该变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计该变异会导致功能丧失。

.0005 神经发育障碍伴肌张力减退、新生儿呼吸功能不全和体温调节
RALGAPA1，SER1911TER
Wagner 等人在一名 17 个月大的男孩（个体 4）中，由近亲沙特父母（D 家庭）所生，患有神经发育障碍，伴有肌张力低下、新生儿呼吸功能不全和体温调节失调（NEDHRIT；618797）（2020）在 RALGAPA1 基因中鉴定出纯合的 c.5732C-G 颠换（c.5732C-G，NM_194301.4），导致 ser1911 到 ter（S1911X）的取代。该突变是通过纯合性作图和外显子组测序的结合发现的，与该家族中的疾病分离。在 gnomAD 数据库中找不到它。没有进行该变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计该变异会导致功能丧失。