GPI 后与蛋白质的结合 1； PGAP1

GPI脱酰酶

HGNC 批准的基因符号：PGAP1

细胞遗传学位置：2q33.1 基因组坐标（GRCh38）：2:196,833,004-196,926,707（来自 NCBI）

▼ 描述

PGAP1 在 GPI 生物合成的早期阶段催化糖基磷脂酰肌醇（GPI）的肌醇脱酰作用。肌醇脱酰作用对于生成能够附着在蛋白质上的成熟 GPI 至关重要（Tanaka 等，2004）。

▼ 克隆与表达

Tanaka 等人通过将 C6 大鼠神经胶质瘤 cDNA 文库转染到肌醇脱酰化缺陷的突变中国仓鼠卵巢（CHO）细胞系中，然后选择挽救缺陷的 cDNA（2004）克隆大鼠Pgap1。通过对人类 cDNA 文库进行 PCR，他们克隆了人类 PGAP1。人和大鼠的蛋白质具有 90% 的序列同一性，并且具有相同的脂肪酶共有基序和假定的催化丝氨酸。这两种蛋白质与酵母直系同源物 Bst1p 具有相似性。蔗糖密度离心，然后对 Pgap1 定位于内质网（ER）的组分进行蛋白质印迹分析。Pgap1 具有膜方向，N 末端位于细胞质侧，脂肪酶基序位于 ER 的腔侧，这与肌醇脱酰酶的预测一致。

▼ 基因功能

Tanaka 等人通过将野生型 Pgap1 和催化丝氨酸突变的 Pgap1 转染至肌醇脱酰化缺陷的 CHO 细胞中，然后进行免疫沉淀研究和功能活性测定（2004）证明 Pgap1 丝氨酸残基对于修复 CHO 细胞脱酰化缺陷是必需的。他们得出结论，Pgap1 的功能相当于 GPI 肌醇脱酰酶。作者通过脉冲追踪标记 GPI 锚定蛋白 DAF（CD55；125240）（从 ER 转运至高尔基体，在高尔基体糖基化成为成熟的 DAF），证明缺乏 Pgap1 的 CHO 细胞延迟了 DAF 的成熟。田中等人（2004）表明肌醇脱酰化在 GPI 锚蛋白的成熟中具有孤立于糖基化的作用，并得出结论 Pgap1 对于 GPI 锚蛋白的 ER 至高尔基体转运很重要。

▼ 分子遗传学

在 2 名近亲兄弟姐妹中，患有神经发育障碍，伴有畸形特征、痉挛和大脑异常（NEDDSBA; 615802），Novarino 等人（2014）鉴定了 PGAP1 基因中的纯合剪接位点突变（611655.0001）。这些患者是从一大群痉挛性截瘫患者中确定的；诺瓦里诺等人（2014）将这种疾病标记为痉挛性截瘫 67（SPG67）。

2个兄弟姐妹，由近亲叙利亚父母所生，与NEDDSBA、Murakami等人（2014）鉴定出 PGAP1 基因中的纯合突变（611655.0002）。通过自合性作图和外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。来自患者的类淋巴母细胞显示 GPI 锚定蛋白的正常表达，但这些蛋白对 PI 特异性磷脂酶 C 的切割具有抵抗力。这些结果表明，由于 GPI 重塑过程早期 PGAP1 酶活性的丧失，导致 GPI 结构异常-锚定蛋白。

Williams 等人在一名患有 NEDDSBA 的 3 岁男孩中（2015）鉴定了 PGAP1 基因中 2 个截短突变的复合杂合性（611655.0003 和 611655.0004）。这些突变是通过外显子组测序发现的，并与家族中的疾病分开。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究。

Bosch 等人对一名患有 NEDDSBA 的 8 岁男孩进行了研究（2015）鉴定了 PGAP1 基因中的复合杂合突变（611655.0005 和 611655.0006）。体外功能表达研究与功能丧失一致。

▼ 动物模型

Ueda 等（2007）表明，在大多数情况下，对小鼠 Pgap1 进行靶向破坏会导致围产期死亡。36 只纯合突变小鼠中有 31 只在分娩后 24 小时内死亡，其中一半以上表现出耳头畸形的面部和下颌形状严重紊乱的特征（参见 202650），其严重程度从正常面部到完全缺乏嘴和下颌不等。对于少数幸存的无效突变小鼠，作者注意到与杂合子或野生型动物相比生长迟缓。纯合突变雄性小鼠表现出不育，其特征是精子数量、活力和上升子宫的能力正常，但无法迁移到输卵管中，并且与透明带的结合严重减少。

▼ 等位基因变异体（7 个选定示例）：.

0001 具有畸形特征、痉挛和大脑异常的神经发育障碍
PGAP1，c.1952+1G-T
Novarino 等人在 2 名近亲兄弟姐妹（家族 1241）中发现，患有神经发育障碍，伴有畸形特征、痉挛和大脑异常（NEDDSBA；615802）（2014）在 PGAP1 基因中发现了一个纯合剪接位点突变（c.1952+1G-T）。兄弟俩年龄分别为 9 个月和 6 ，患有全身性发育迟缓、手足颤抖和痉挛性截瘫。哥哥可以在搀扶下行走。两人的深腱反射都增强了。哥哥有明显的皮质沟和增宽的外侧裂；弟弟胼胝体发育不全、小脑蚓部发育不全、髓鞘形成缺陷。哥哥的智力处于边缘水平。没有提供该家庭的种族。诺瓦里诺等人（2014）将这种疾病标记为痉挛性截瘫 67（SPG67）。

.0002 具有畸形特征、痉挛和大脑异常的神经发育障碍
PGAP1、3-BP DEL、589CTT
Murakami 等人在 2 名同胞中，由近亲叙利亚父母所生，患有神经发育障碍，伴有畸形特征、痉挛和大脑异常（NEDDSBA; 615802）（2014）在 PGAP1 基因中发现了一个纯合 3-bp 缺失（c.589_591delCTT），导致 leu197（leu197del）缺失，这是 β-折叠层中央链中的保守残基。通过自合性作图和外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离；它不存在于 1000 个基因组计划或外显子组变异服务器数据库或 372 个叙利亚对照中。leu197 的缺失预计会破坏疏水核心的堆积并导致三级结构和酶活性的损失。来自患者的类淋巴母细胞显示 GPI 锚定蛋白的正常表达，但这些蛋白质能够抵抗 PI 特异性磷脂酶 C 的切割。这些结果表明，由于 GPI 锚定蛋白重塑过程早期 PGAP1 酶活性的丧失，导致 GPI 结构异常。来自杂合亲本的 GPI 锚定蛋白对 PI 特异性磷脂酶 C 表现出部分敏感性，表明单倍体不足。CHO 细胞中突变的表达导致 PI 特异性磷脂酶 C 敏感性丧失，这可以通过野生型 PGAP1 的表达来挽救。Western blot分析没有检测到突变蛋白，表明它不稳定。来自杂合亲本的 GPI 锚定蛋白对 PI 特异性磷脂酶 C 表现出部分敏感性，表明单倍体不足。CHO 细胞中突变的表达导致 PI 特异性磷脂酶 C 敏感性丧失，这可以通过野生型 PGAP1 的表达来挽救。Western blot分析没有检测到突变蛋白，表明它不稳定。来自杂合亲本的 GPI 锚定蛋白对 PI 特异性磷脂酶 C 表现出部分敏感性，表明单倍体不足。CHO 细胞中突变的表达导致 PI 特异性磷脂酶 C 敏感性丧失，这可以通过野生型 PGAP1 的表达来挽救。Western blot分析没有检测到突变蛋白，表明它不稳定。

.0003 具有畸形特征、痉挛和大脑异常的神经发育障碍
PGAP1、TYR524TER
Williams 等人在一名患有神经发育障碍（伴有畸形特征、痉挛和大脑异常）的 3 岁男孩中（NEDDSBA；615802）（2015）鉴定了 PGAP1 基因中的复合杂合突变：c.1572T-A 颠换（c.1572T-A, NM_024989.3），导致 tyr524-to-ter（Y524X）取代，以及 c.1396C- T 转变，导致 gln466 到 ter（Q466X；611655.0004）的替换。通过外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。ExAC数据库中未发现Y524X突变，而Q466X突变的发现频率较低（0.003%）。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计突变将导致功能完全丧失。

.0004 具有畸形特征、痉挛和大脑异常的神经发育障碍
PGAP1, GLN466TER
用于讨论 PGAP1 基因中的 c.1396C-T 转变（c.1396C-T, NM_024989.3），导致 gln466 到 ter（Q466X）取代，Williams 等人在一名患有神经发育障碍（具有畸形特征、痉挛和脑部异常）的患者中发现了复合杂合状态（NEDDSBA; 615802）（2015），参见 611655.0003。

.0005 具有畸形特征、痉挛和大脑异常的神经发育障碍
PGAP1、3-BP DEL、NT274
Bosch 等人在一名患有神经发育障碍（伴有畸形特征、痉挛和大脑异常）的 8 岁男孩中（NEDDSBA; 615802）（2015）鉴定了 PGAP1 基因中的复合杂合突变：3-bp 缺失（c.274_276del, NM_024989.3），导致 pro92 缺失，以及 5-bp 缺失（c.921_925del; 611655.0006），导致移码和提前终止（Lys308AsnfsTer25）。这些突变是通过全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。患者细胞对 PI-磷脂酶 C（PI-PLC）治疗完全耐药，表明 GPI 锚定蛋白结构异常，可能是由于 PGAP1 功能丧失所致。亲代细胞表现出部分抗性，与杂合状态一致。

.0006 具有畸形特征、痉挛和大脑异常的神经发育障碍
PGAP1, 5-BP DEL, NT921
讨论 PGAP1 基因中的 5-bp 缺失（c.921_925del, NM_024989.3），导致移码和过早终止（Lys308AsnfsTer25），由 Bosch 等人在一名患有神经发育障碍（具有畸形特征、痉挛和大脑异常）的患者中发现，处于复合杂合状态（NEDDSBA；615802）（2015），参见 611655.0005。

.0007 具有畸形特征、痉挛和大脑异常的神经发育障碍
PGAP1, IVS9AS, AG, -2
2 名同胞，由近亲土耳其父母所生，患有伴有畸形特征、痉挛和大脑异常的神经发育障碍（NEDDSBA; 615802），Granzow等人（2015）鉴定了 PGAP1 基因内含子 9（c.1090-2A-G, NM_024989.3）中的纯合 A 到 G 转变，导致异常剪接、截短的 mRNA 产物和无义介导的 mRNA 衰减。该突变是通过连锁分析和外显子组测序相结合发现的，并通过桑格测序得到证实。它与家庭中的疾病分开，并根据 1000 个基因组计划、外显子组变异服务器和 ExAC 数据库以及 80 个内部外显子组进行过滤。