X-脯氨酰氨基肽酶 3； XPNPEP3
- 氨基肽酶 P3；APP3
HGNC 批准的基因符号：XPNPEP3
细胞遗传学位置：22q13.2 基因组坐标（GRCh38）：22:40,857,147-40,932,814（来自 NCBI）
▼ 描述
XPNPEP3 属于 X-氨基肽酶原（EC 3.4.11.9） 家族，该家族利用金属辅因子并从倒数第二个位置具有脯氨酸残基的肽中去除 N 末端氨基酸（Ersahin 等人的总结，2005）。
▼ 克隆与表达
通过搜索人类基因组数据库，Ersahin 等人（2005） 鉴定了 XPNPEP3，他们将其称为 APP3。推导的 507 个氨基酸蛋白质的计算分子量为 57 kD。APP3 具有 N 端线粒体靶向序列（带有 2 个用于蛋白水解切割的位点）和 C 端催化结构域。总体而言，APP3 与大肠杆菌 App 具有 33% 的序列同一性，但与人 APP1（XPNPEP1；602443） 或 APP2（XPNPEP2；300145） 的同一性分别仅为 12% 和 16%。大肠杆菌 App 和人 APP3 均具有 2 个 Mn（2+） 结合位点、3 个有助于脯氨酸结合的残基、2 个催化所需的组氨酸以及一个用于底物结合的死端残基，确保仅当 X 是 N 端氨基酸时 X-pro 键才会裂解。埃尔萨欣等人（2005） 鉴定了包含外显子 3 的剪接变体，并导致利用外显子 4 中的翻译起始密码子和缺乏 N 端线粒体定位信号的推导蛋白。PCR 分析显示，在所有检查的组织中都存在这两种同工型，其中心脏中表达最高，其次是胰腺、肾脏和睾丸。它还在 T 细胞、B 细胞和单核细胞中表达。编码预测线粒体蛋白的转录本在所有样本中占主导地位。
O'Toole 等人使用蛋白质印迹分析（2010） 表明，成熟加工的 XPNPEP3 在人、猴和狗细胞系中以 51 kD 的表观分子质量表达。在均质化的整个小鼠肾脏的线粒体部分中检测到成熟的 Xpnpep3，而约 57 kD 的双联体代表未成熟的 Xpnpep3，分配在胞质部分中。大鼠肾脏免疫荧光显微镜显示Xpnpep3在远曲小管、皮质集合管细胞和闰细胞中特异表达，但在主细胞中不表达。透射电子显微镜证实 Xpnpep3 在大鼠肾脏中的线粒体定位。
▼ 基因功能
通过数据库分析，O'Toole 等人（2010） 鉴定了 426 个可能具有 N 末端倒数第二个脯氨酸（N 末端蛋氨酸裂解后）的纤毛蛋白。在这些蛋白质中，XPNPEP3 的细菌直系同源物可水解 CEP290（610142）、ALMS1（606844） 和 LRRC50（613190），但不会水解动力蛋白（参见 600112）。
▼ 基因结构
Ersahin 等人（2005）确定XPNPEP3基因包含11个外显子。奥图尔等人（2010） 报道 XPNPEP3 基因跨度 70.8 kb。
▼
Ersahin 等人通过基因组序列分析进行绘图（2005） 将 XPNPEP3 基因定位到染色体 22q13.31-q13.33。通过基因组序列分析，O'Toole 等人（2010） 将 XPNPEP3 基因定位到染色体 22q13.2。
▼ 分子遗传学
奥图尔等人（2010） 在患有肾痨样肾病-1（NPHPL1; 613159） 的芬兰家庭受影响的同胞中鉴定出 XPNPEP3 基因剪接位点突变（613553.0001） 的纯合性，以及在患有 NPHPL1 的土耳其家庭的受影响同胞中 XPNPEP3 基因的 4 bp 缺失（613553.0002） 。受影响的芬兰同胞受到的影响较轻，这表明剪接位点突变可能导致一些残留的蛋白质产物，而受影响的土耳其同胞受到的影响更严重，并且具有预测蛋白质功能完全丧失的截短突变。奥图尔等人（2010）假设纤毛功能缺陷作为表型的解释。
Alizadeh 等人是一名 13 岁女孩，父母是伊朗近亲，患有 NPHPL1（2020） 在 XPNPEP3 基因（613553.0003） 中发现了纯合移码突变。该突变是通过全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。它不存在于公共数据库中，包括 gnomAD。尚未对该变体进行功能研究，但预计它会引发无义介导的 mRNA，从而导致功能丧失。
▼ 动物模型
O'Toole 等人（2010） 表明，抑制斑马鱼中的 Xpnpep3 表达会导致原肠胚形成缺陷，这与纤毛基因突变体所表现出的缺陷相似，包括体轴缩短、前部结构小、脊索加宽和扭结以及体节拉长。这些缺陷可以通过全长人类 XPNPEP3 和缺乏线粒体定位信号的 XPNPEP3 来修复。
▼ 等位基因变异体（3 个选定示例）：
.0001 肾痨样肾病 1
XPNPEP3、GLY453CYS
O'Toole 等人在一个患有肾痨样肾病 1（NPHPL1; 613159） 的芬兰近亲家庭的 3 名受影响的同胞中（2010） 在 XPNPEP3 基因的外显子 9 的最后一个碱基中鉴定出纯合的 1357G-T 颠换，导致高度保守的残基中的 gly453 到 cys（G453C） 取代。该突变发生在剪接供体共有序列的 80% 保守外显子位置，来自类淋巴母细胞的 RT-PCR 显示，G453C 突变通过激活隐秘剪接位点、添加来自内含子 9 的 31 个核苷酸以及引入导致外显子 10 过早终止的移码来破坏正确剪接。在野生型剪接产物的大小处也有一条微弱的带，表明存在一些残留的正确剪接。在 118 名西欧对照者中未发现该突变，但在 100 名芬兰对照者中发现了 1 名。单倍型分析表明存在创始人效应。所有 3 名患者均在 20 至 29 岁之间出现中度肾功能不全（肾小球滤过率为正常值的 30-40%）。肾活检显示肾结核的特征，如肾小管基底膜增厚、分裂和变薄、肾小管萎缩和轻度间质纤维化。肾脏超声检查显示 3 例回声增强，2 例囊肿。所有患者均患有高血压。肾外特征包括 3 例特发性震颤、2 例高频感音神经性听力损失、1 例脑部影像显示蛛网膜囊肿。其中 2 例还患有痛风。骨骼肌线粒体呼吸活动正常。单倍型分析表明存在创始人效应。所有 3 名患者均在 20 至 29 岁之间出现中度肾功能不全（肾小球滤过率为正常值的 30-40%）。肾活检显示肾结核的特征，如肾小管基底膜增厚、分裂和变薄、肾小管萎缩和轻度间质纤维化。肾脏超声检查显示 3 例回声增强，2 例囊肿。所有患者均患有高血压。肾外特征包括 3 例特发性震颤、2 例高频感音神经性听力损失、1 例脑部影像显示蛛网膜囊肿。其中 2 例还患有痛风。骨骼肌线粒体呼吸活动正常。单倍型分析表明存在创始人效应。所有 3 名患者均在 20 至 29 岁之间出现中度肾功能不全（肾小球滤过率为正常值的 30-40%）。肾活检显示肾结核的特征，如肾小管基底膜增厚、分裂和变薄、肾小管萎缩和轻度间质纤维化。肾脏超声检查显示 3 例回声增强，2 例囊肿。所有患者均患有高血压。肾外特征包括 3 例特发性震颤、2 例高频感音神经性听力损失、1 例脑部影像显示蛛网膜囊肿。其中 2 例还患有痛风。骨骼肌线粒体呼吸活动正常。肾活检显示肾结核的特征，如肾小管基底膜增厚、分裂和变薄、肾小管萎缩和轻度间质纤维化。肾脏超声检查显示 3 例回声增强，2 例囊肿。所有患者均患有高血压。肾外特征包括 3 例特发性震颤、2 例高频感音神经性听力损失、1 例脑部影像显示蛛网膜囊肿。其中 2 例还患有痛风。骨骼肌线粒体呼吸活动正常。肾活检显示肾结核的特征，如肾小管基底膜增厚、分裂和变薄、肾小管萎缩和轻度间质纤维化。肾脏超声检查显示 3 例回声增强，2 例囊肿。所有患者均患有高血压。肾外特征包括 3 例特发性震颤、2 例高频感音神经性听力损失、1 例脑部影像显示蛛网膜囊肿。其中 2 例还患有痛风。骨骼肌线粒体呼吸活动正常。2 人出现高频感音神经性听力损失，1 人出现脑部影像学蛛网膜囊肿。两人还患有痛风。骨骼肌线粒体呼吸活动正常。2 人出现高频感音神经性听力损失，1 人出现脑部影像学蛛网膜囊肿。两人还患有痛风。骨骼肌线粒体呼吸活动正常。
.0002 肾痨样肾病 1
XPNPEP3、4-BP DEL、931AACA
O'Toole 等人在来自土耳其近亲家庭的 2 名患有肾痨样肾病 1（NPHPL1; 613159） 的同胞中（2010） 在 XPNPEP3 基因的外显子 6 中发现了一个纯合的 4-bp 缺失（931delAACA），导致预测的脯氨酸酶结构域（催化结构域）内过早终止。在 150 名欧洲对照者或 83 名土耳其对照者中未发现该突变。预计该突变将导致蛋白质功能完全丧失。患者患有严重疾病，分别在 8 岁和 9 岁时患上终末期肾病。肾脏超声和肾脏组织学显示肾结核。此外，两名受影响的个体都表现出线粒体疾病，肌肉中存在孤立的复合物 I 缺乏活性，并患有癫痫、智力低下和肥厚性扩张型心肌病。
.0003 肾痨样肾病 1
XPNPEP3，1-BP INS，719A
Alizadeh 等人对一名 13 岁女孩进行了研究，她的父母是伊朗近亲，患有肾痨样肾病 1（NPHPL1；613159）（2020） 在 XPNPEP3 基因的外显子 4 中发现了纯合 1-bp 插入（c.719_720insA, NM_022098.2），导致移码和提前终止（Gln241ThrfsTer13）。该突变是通过全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。它不存在于公共数据库中，包括 gnomAD。尚未对该变体进行功能研究，但预计它会引发无义介导的 mRNA，从而导致功能丧失。她在 3 岁时就患有慢性肾脏病。后续临床数据未报道。
