EGL9 家族缺氧诱导因子 2； EGN2

EGL9，C. 线虫，2 含
脯氨酰羟化酶结构域的蛋白 1 的同源物；PHD1
缺氧诱导因子脯氨酰 4-羟化酶 1；HIFPH1；HIFP4H1
HIF 脯氨酰 4-羟化酶 1

HGNC 批准的基因符号：EGLN2

细胞遗传学位置：19q13.2 基因组坐标（GRCh38）：19:40,799,191-40,808,434（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

HIF 是一种转录复合物，在哺乳动物的氧稳态中发挥着核心作用。脯氨酰羟基化的翻译后修饰是一个关键的调控事件，它靶向 HIF-α（HIF1; 603348）亚基，通过 von Hippel-Lindau（VHL; 608537）泛素化复合物破坏蛋白酶体。爱泼斯坦等人（2001）定义了秀丽隐杆线虫中保守的 HIF-VHL-脯氨酰羟化酶途径，并将 Egl9 鉴定为通过脯氨酰羟化调节 HIF 的双加氧酶。在哺乳动物细胞中，他们发现 HIF-脯氨酰羟化酶由 3 种蛋白质代表，在催化位点具有保守的 2-组氨酸-1-羧酸铁配位基序。作者克隆了编码这些蛋白质的基因，并将其命名为 PHD1、PHD2（606425）和 PHD3（606426）。通过分级缺氧直接调节重组酶活性，

Bruick 和 McKnight（2001）孤立鉴定了 HIF 脯氨酰羟化酶的保守家族，他们分别将其称为 HPH1、2 和 3，这些酶似乎负责 HIF 的翻译后修饰，使其泛素化。

Taylor（2001）报道小鼠和人类 EGLN2 具有 90% 的氨基酸同一性。

通过定量 RT-PCR，Oehme 等人（2002）发现 EGLN2 在睾丸中表达最高，而在所检查的其他 16 个人体组织中表达要低得多。

Hirsila 等人孤立地（2003）通过人结肠、主动脉和肺 cDNA 的 PCR 克隆了 HIFP4H1、HIFP4H2 和 HIFP4HD3。推导的 407 个氨基酸的 HIFP4H1 蛋白包含一个 C 末端催化结构域，其具有结合铁的基序和 2-酮戊二酸的 C5 羧基。对成人和胎儿样本的 PCR 分析显示，HIFP4H1 在所有检查组织中都有表达，其中在成人脑、胎盘、肺和肾中表达最高。

▼ 基因结构

Taylor（2001）指出EGLN2基因包含5个外显子。

▼ 测绘

Hartz（2012）根据 EGLN2 序列（GenBank AJ310544）与基因组序列（GRCh37）的比对，将 EGLN2 基因对应到染色体 19q13.2。

▼ 基因功能

在培养的哺乳动物细胞中，Bruick 和 McKnight（2001）发现，在常氧条件下强制表达 HIF1-α 亚基引起的 HIF 不适当积累可通过 HPH 的共表达而减弱。在常氧条件下，通过 RNA 干扰抑制培养的果蝇细胞中的 HPH 导致缺氧诱导基因 LDH（参见 150000）的表达升高。Bruick 和 McKnight（2001）得出结论，HPH 是细胞感知氧气途径的重要组成部分。

Hirsila 等人使用昆虫细胞中表达的重组蛋白（2003）发现HIFP4H1、HIFP4H2和HIFP4H3在体外表现出与HIF1-α的C端脯氨酰羟基化位点相对应的19个残基肽的2-酮戊二酸依赖性羟基化。所有 3 种酶均表现出针对 HIF1-α 中 N 端推定脯氨酰羟基化位点对应肽的较低活性或无活性。所有 3 种酶羟基化肽均根据人 HIF2-α（EPAS1; 603349）、HIF3-α（HIF3A; 609976）和秀丽隐杆线虫 HIF-α 的推定脯氨酰羟基化位点设计。

中山等人（2004）证明，在缺氧条件下，PHD1 和 PHD3 丰度是通过 E3 泛素连接酶 SIAH1（602212）和 SIAH2（602213）靶向蛋白酶体依赖性降解来调节的。Siah2缺失的小鼠成纤维细胞表现出延长的Phd3半衰期，导致缺氧期间Hif1a表达水平较低。Siah1a/Siah2 缺失细胞中缺氧诱导的 Hif1a 表达被完全抑制，但通过 RNA 干扰抑制 Phd3 后可以得到恢复。在 293T 细胞中，即使暴露在轻度缺氧条件下，SIAH2 靶向 PHD3 的降解也会增加，这与 SIAH2 转录的增加相一致。缺氧的 Siah2 小鼠表现出呼吸过度反应受损和血红蛋白水平降低。中山等人。

Minamishima 和 Kaelin（2010）表明，肝脏中所有 3 个 PHD（PHD1；PHD2，606425；和 PHD3，606426）的丢失会显着增加 EPO（133170）和血细胞比容值，其浓度大大超过肾脏 PHD2 失活后所达到的浓度。Minamishima 和 Kaelin（2010）发现 PHD2 失活足以诱导接近最大肾脏 EPO 产生，而所有 3 个 PHD 失活则需要重新激活肝脏 EPO 产生。

▼ 动物模型

HIF 脯氨酰羟化酶是氧传感器，以氧依赖性方式调节缺氧诱导因子（HIF）的稳定性。阿拉贡内斯等人（2008）表明，基因敲除小鼠中 Phd1 表达的丧失可通过激活 PPAR-α（170998）途径，将葡萄糖代谢从氧化性重新编程为更厌氧的 ATP 产生，从而降低骨骼肌的耗氧量。这种对氧保存的代谢适应会损害健康条件下的氧化肌肉性能，但它可以对肌纤维提供急性保护，防止致命的缺血。缺氧耐受性是由于氧化应激的产生减少，这使得 Phd1 缺陷的肌纤维能够维持线粒体呼吸。具有医学重要性的是，条件性敲低 Phd1 也能迅速诱导缺氧耐受。