NPR2 样蛋白，GATOR1 复合亚基; NPRL2

NPR2，酿酒酵母，同源物；NPR2
NPR2L
肿瘤抑制因子候选 4；TUSC4

HGNC 批准的基因符号：NPRL2

细胞遗传学位置：3p21.31 基因组坐标（GRCh38）：3:50,347,330-50,350,775（来自 NCBI）

▼ 描述

NPRL2 基因编码 GATOR1 复合体的一个亚基，该复合体调节 mTORC1（参见 601231）信号通路。其他 GATOR1 亚基包括 DEPDC5（614191）和 NPRL3（600928）（Ricos 等人的总结，2016）。

▼ 克隆与表达

通过物理克隆方法和生物信息学计算分析，Lerman 和 Minna（2000）在染色体 3p21.3 的一个与假定的肺癌肿瘤抑制基因相关的区域中鉴定了许多基因，包括 NPR2L，他们将其称为 NPRL2。推导的 380 个氨基酸保守可溶性蛋白与小鼠蛋白有 97% 的相同性，并且与酵母氮通透酶基因 Npr2 直系同源，包含二分核定位信号和颗粒蛋白结合结构域。作者鉴定了多个 NPRL2 剪接变体。Northern 印迹分析显示，1.5 kb 转录物的表达在骨骼肌中最为丰富，其次是脑、肝脏和胰腺，肺、肾、胎盘和心脏中的表达量较低。NPRL2 在大多数测试的肺癌细胞系中表达。突变，大约 5% 的测试细胞系中发现了包括终止突变在内的基因突变，但搜索中发现的基因均不具有高频率突变。Lerman 和 Minna（2000）提出 NPRL2 是功能性肿瘤抑制基因研究的候选基因。

里科斯等人（2016）发现 NPRL3 基因在所有分析的人类大脑区域中表达，包括额叶、颞叶、顶叶和枕叶。在胚胎和成年小鼠大脑中都发现了类似的表达模式。GATOR1 复合体中的所有 3 个基因在组织分布上表现出惊人的相似性。

▼ 基因结构

通过基因组序列分析，Lerman 和 Minna（2000）确定 NPRL2 基因包含 11 个外显子，跨度为 3.3 kb。

▼ 生化特征

冷冻电子显微镜

沉等人（2018）使用冷冻电子显微镜解析了 GATOR1 和 GATOR1-RAG GTPases 复合物的结构。GATOR1采用中间空腔的扩展架构；NPRL2 连接 DEPDC5 和 NPRL3，DEPDC5 接触 RAG GTPase 异二聚体。生化分析表明，GATOR1-RAG GTPases 结构具有抑制性，并且 RAG GTPases 和 GATOR1 之间必须存在至少 2 种结合模式。DEPDC5 与 RAGA（612194）的直接相互作用会抑制 RAGA 介导的 GATOR1 介导的 GTP 水解刺激，而 NPRL2-NPRL3 异二聚体和 RAGA 之间较弱的相互作用则执行 GAP 活性。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Lerman 和 Minna（2000）确定 NPRL2 基因位于染色体 3p21.3 上肺癌肿瘤抑制基因的 120 kb 关键区域。

▼ 基因功能

巴-佩莱德等人（2013）确定八聚体 GATOR（针对 RAG 的 GTP 酶激活蛋白（GAP）活性）复合物是向 mTORC1 发出氨基酸充足信号的途径的关键调节因子（参见 601231）。GATOR 由 2 个子复合体 GATOR1 和 GATOR2 组成。抑制 GATOR1 亚基 DEPDC5（614191）、NPRL2 和 NPRL3（600928）使 mTORC1 信号传导对氨基酸剥夺具有抵抗力。相反，抑制 GATOR2 亚基 MIOS（615359）、WDR24（620307）、WDR59（617418）、SEH1L（609263）和 SEC13（600152）可抑制 mTORC1 信号传导，并且上位性分析表明 GATOR2 负向调节 DEPDC5。GATOR1 对 RAGA 和 RAGB（300725）具有 GAP 活性，其成分在人类癌症中发生突变。在 GATOR1 失活突变的癌细胞中，mTORC1 过度活跃并且对氨基酸饥饿不敏感，这些细胞对雷帕霉素（一种 mTORC1 抑制剂）高度敏感。因此，Bar-Peled 等人（2013）得出的结论是，他们已经确定了 RAG GTPases 的一个关键负调节因子，并揭示了与其他 mTORC1 调节因子一样，RAG 功能在癌症中可能会失调。

Gu 等人使用 HEK293 细胞（2017）发现 SAMTOR（BMT2; 617855）结合 GATOR1-KICSTOR（参见 617420）超复合物，并且 SAMTOR-GATOR1-KICSTOR 抑制溶酶体上的 MTORC1 信号传导。S-腺苷甲硫氨酸（SAM）与 SAMTOR 的结合会干扰 SAMTOR 与 GATOR1-KICSTOR 的结合，并允许 MTORC1 信号传导。蛋氨酸饥饿降低了 SAM 水平，促进 SAMTOR 与 GATOR1-KICSTOR 的关联并抑制 MTORC1 溶酶体信号传导。作者得出结论，SAMTOR 通过 SAM 结合感知蛋氨酸的可用性，从而将蛋氨酸的可用性与 MTORC1 信号传导联系起来。

▼ 分子遗传学

Ricos 等人在来自 5 个不相关家庭的 10 名患有可变病灶 2 局灶性癫痫（FFEVF2; 617116）的患者中（2016）鉴定了 NPRL2 基因中的 5 个不同的杂合突变（参见，例如 607072.0001-607072.0003），包括 2 个截短突变和 3 个错义突变。有不完全外显的证据。外显子组测序发现1个大家族发生突变；其余先证者是从 404 名局灶性癫痫患者中确定的，这些患者接受了 GATOR1 复合体基因的靶向测序。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究。研究结果表明，NPRL2 突变导致的 GATOR1 复合物功能丧失可导致细胞生长失调，并可能在皮质发育不良和局灶性癫痫中发挥重要作用。

在 FFEVF2 的 2 个法国姐妹中，Weckhuysen 等人（2016）发现了 NPRL2 基因中的杂合移码突变（607072.0004）。该突变是通过对靶向癫痫基因组进行测序发现的，并通过桑格测序得到证实。未受影响的父亲和未受影响的同胞也携带该突变，与不完全外显率一致。其中 1 名患有局灶性皮质发育不良的患者的脑样本显示，外观正常的神经元中 mTOR 通路过度激活。这些发现表明 NPRL2 突变导致 GATOR1 复合物功能丧失。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 癫痫，家族性局灶性，具有可变灶性 2
NPRL2，ARG34TER
在患有具有可变灶性 2 型家族性局灶性癫痫（FFEVF2；617116）的父女（家庭 1）中，Ricos 等人（2016）鉴定了 NPRL2 基因中的杂合 c.100C-T 转换（c.100C-T, NM_006545.4），导致 arg34 到 ter（R34X）取代。在 dbSNP、Exome Variant Server 或 ExAC 数据库中未发现该突变。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

.0002 癫痫，家族性局灶性，伴有可变灶 2
NPRL2，ARG295TER
在一名患有带有可变灶 2 的家族性局灶性癫痫（FFEVF2；617116）的女性（家庭 2）中，Ricos 等人（2016）鉴定了 NPRL2 基因中的杂合 c.883C-T 转换（c.883C-T, NM_006545.4），导致 arg295 到 ter（R295X）取代。患者未受影响的女儿也携带该突变，与不完全外显率一致。在 dbSNP、Exome Variant Server 或 ExAC 数据库中未发现该突变。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

.0003 癫痫，家族性局灶性，具有可变病灶 2
NPRL2，LEU105PRO
在 3 代家庭（家族 5）的 5 名成员中，患有具有可变病灶 2 的家族性局灶性癫痫（FFEVF2；617116），Ricos 等人（2016）在 NPRL2 基因中发现了一个杂合的 c.314T-C 转变（c.314T-C, NM_006545.4），导致 leu105 到 pro（L105P）的取代。一名未受影响的家庭成员携带该突变，与不完全外显率一致。该突变是通过外显子组测序发现的，但在 dbSNP、Exome Variant Server 或 ExAC 数据库中未发现。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

.0004 癫痫，家族性局灶性，具有可变灶性 2
NPRL2，2-BP DEL，68CT
Weckhuysen 等人在 2 名患有可变病灶 2 型家族性局灶性癫痫（FFEVF2；617116）的法国姐妹（E 家族）中（2016）在 NPRL2 基因的外显子 1 中发现了杂合 2-bp 缺失（c.68_69delCT, NM_006545），导致移码和提前终止（Ile23AspfsTer6）。该突变是通过对靶向癫痫基因组进行测序而发现的，并通过桑格测序进行了确认，并根据外显子组变异服务器数据库进行了筛选；在 ExAC 数据库中未找到它。未受影响的父亲和未受影响的同胞也携带该突变，与不完全外显率一致。家族中一位患有不明癫痫症的远房亲戚也携带这种突变。对患者细胞的分析表明，突变转录本不会受到无义介导的 mRNA 衰减的影响，但预计会产生非常截短的蛋白质。其中 1 名患有局灶性皮质发育不良的患者的脑样本显示，外观正常的神经元中 mTOR 通路过度激活。这些发现表明 NPRL2 突变导致 GATOR1 复合物功能丧失。