磷脂酶 D1，磷脂酰胆碱特异性; PLD1

HGNC 批准的基因符号：PLD1

细胞遗传学位置：3q26.31 基因组坐标（GRCh38）：3:171,600,404-171,810,483（来自 NCBI）

▼ 描述

磷脂酰胆碱（PC）特异性磷脂酶 D（PLD；EC 3.1.4.4）催化 PC 水解，产生磷脂酸和胆碱。一系列通过 G 蛋白偶联受体和受体酪氨酸激酶发挥作用的激动剂可刺激这种水解。PC 特异性 PLD 活性与许多细胞途径有关，包括信号转导、膜转移和有丝分裂的调节（Hammond 等，1995）。

▼ 克隆和表达

Hammond 等人使用 EST 特异性引物，与酵母 PC 特异性 PLD 基因相似（1995）对HeLa cDNA进行PCR，然后用PCR产物筛选HeLa cDNA文库以克隆编码PLD1的cDNA。该 1,072 个氨基酸的蛋白质不包含先前识别的结构域结构，并且与 PLC（参见 600810）或 PIGPLD（602515）没有相似性。数据库搜索在许多不同的生物体中鉴定出同源物，证明 PLD1 是一个新颖但高度保守的基因家族的成员。PLD1 在昆虫细胞中的表达产生了 120 kD 的蛋白质，与 124 kD 的理论大小非常匹配，表明几乎没有发生翻译后加工。

哈蒙德等人（1997）鉴定了 PLD1 的进化保守剪接变体，该变体源自 38 个氨基酸替代外显子的调节剪接。

通过 Northern blot 分析，Colley 等人（1997）在所有检查的组织中检测到小鼠 Pld1 表达，其中肾脏和肺中的水平最高。每个组织中 Pld1 和 Pld2（602384）的比例各不相同。小鼠胚胎和成年大脑的原位杂交表明Pld1以受限方式表达。

利斯科维奇等人（2000）指出 PLD1 包含 4 个核心结构域、一个推定的 PX 结构域和一个在所有真核 PLD 中保守的 C 端基序。PLD1 在核心结构域 I 和 II 之间有一个 116 个氨基酸的环，这是 PLD2 中没有的。

通过鸡胚整体原位杂交，Ta-Shma 等人（2017）研究了心脏发生期、胚胎（E）第 2 至 8 天期间的 PLD1 表达。在 E2 至 E3 天期间，PLD1 均匀存在于整个心脏。此后，其表达减少，主要保留在室间隔、房室瓣和右心室流出道（RVOT）附近。RVOT 中的 PLD1 表达动态地从 E4 转移到 E8，然后完全消失。这些发现在一组针对鸡胚心脏组织学切片的单独实验中得到了验证，其中在 E6 至 E8 天的几个心肌位置中注意到 PLD1 表达，最明显的是 RVOT 的心肌层。信号从近端到远端逐渐减弱，肺下区是最后表达PLD1的区域。直到肺动脉瓣完成分离和形成后，信号才最终消失。此外，在此发育期间，除神经管外，PLD1 在任何其他器官中均未显着表达。

▼

通过体细胞杂交分析进行绘图，Colley 等人。Park 等人（1997）将人类 PLD1 基因定位到 3 号染色体（1998）将分配细化到 3q26。通过种间回交分析，Colley 等人（1997）将小鼠 Pld1 基因定位到 3 号染色体的近端区域。

▼ 基因功能

Hammond 等人（1995）表明重组 PLD1 活性位于细胞质中并与细胞膜相关。他们认为PLD1可以作为一种稳定的可溶性蛋白质存在，并且与含底物的磷脂表面的受控相互作用可能是一种生理学上重要的调节模式。哈蒙德等人（1995）证明PLD1在体外被磷脂酰肌醇4,5-二磷酸刺激并被油酸强烈抑制。他们发现 ADP-核糖基化因子-1（ARF1; 103180）激活 PLD1，表明 PLD1 参与囊泡内膜转移。

哈蒙德等人（1997）发现两种 PLD1 变体具有相同的催化和调节特性。他们证明 PLD1 可以在体外被 PKCA（176960）和单体 GTP 结合蛋白 RHO A、RAC1（602048）和 CDC42（116952）激活。哈蒙德等人（1997）表明 PLD1 可能参与细胞形态改变以及细胞内蛋白质转移。

宋等人（1999）表明 PLD1 的 C 端 99 个氨基酸是 PLD 活性所必需的。

利斯科维奇等人（2000）回顾了 PLD（包括 PLD1）的结构、本地化、监管和功能。

PLD1 与肌节蛋白微丝的相互作用调节细胞增殖、囊泡转移和分泌。库斯纳等人（2002）发现高度纯化的球状肌节蛋白（G-actin）抑制基础和刺激的 PLD1 活性，而丝状肌节蛋白（F-actin）则具有相反的作用。肌节蛋白诱导的 PLD1 活性调节与激活刺激无关。肌节蛋白对 PLD1 的影响是异构体特异性的：人血小板肌节蛋白以 5:1 的 β-（ACTB；102630）和 γ-肌节蛋白（ACTG1；102560）比例存在，其效力仅为 45%，为 40%。与兔骨骼肌 α-肌节蛋白（ACTA1；102610）一样有效。

蔡等人（2006）表明早老素-1（PSEN1; 104311）是γ-分泌酶的主要成分，可结合PLD1 并将其募集至高尔基体/反式高尔基体网络（TGN）。小鼠神经母细胞瘤（N2a）细胞中 PLD1 的过度表达减少了 γ 分泌酶介导的 β-淀粉样蛋白（APP; 104760）的产生，而 PLD1 的下调则增加了 β-淀粉样蛋白的产生。进一步的研究表明，PLD1 破坏了 γ-分泌酶蛋白成分的关联，与 PLD1 催化活性无关。在一篇配套论文中，蔡等人（2006）发现催化活性 PLD1 的过度表达促进了 TGN 中含有 β-淀粉样蛋白的囊泡的生成。尽管在患有家族性阿尔茨海默病 3（AD3; 607822） PSEN1 突变的 N2a 细胞中，PLD1 酶活性降低，但野生型 PLD1 过度表达，但催化失活的 PLD1 并未降低，在这些细胞中，轴突末端β-淀粉样蛋白的细胞表面递送增加，并挽救了受损的轴突生长和神经突分支。研究结果表明，PLD1 调节 β-淀粉样蛋白的细胞内转移，与其对 γ-分泌酶活性的影响不同。

▼ 分子遗传学

在来自 2 个不相关的近亲家庭的患有心脏瓣膜发育不良（CVDP1; 212093）的受影响个体中，Ta-Shma 等人（2017）鉴定了 PLD1 基因（602382.0001-602382.0003）突变的纯合性或复合杂合性，这些突变与疾病分离，并且在 ExAC 数据库中未发现。

▼ 动物模型

在 Pld1 敲除（KO）小鼠中，Ta-Shma 等人（2017）观察到明显的三尖瓣反流（TR），与野生型小鼠相比，穿过瓣膜的速度增加。与TR一致，与野生型小鼠相比，KO小鼠的右心房面积更大，并且右心房与左心房面积的比率也更大。KO 小鼠的肺动脉瓣（PV）峰值速度异常高，并且平均 PV 直径小于野生型小鼠。此外，PV 的组织学评估显示，与野生型小鼠相比，KO 小鼠的瓣叶增厚。

▼ 等位基因变异体（3 个选定示例）：.

0001 心脏瓣膜发育不良 1
PLD1、HIS442PRO
Ta-Shma 等人在来自近亲家庭（A 族）的 2 名患有心脏瓣膜发育不良-1（CVDP1；212093）的兄弟中（2017）鉴定了 PLD1 基因中 c.1325A-C 颠换（c.1325A-C，NM_002662）的纯合性，导致第一个催化结构域内高度保守的残基处发生 his442-to-pro（H442P）取代。该突变以杂合性的形式存在于其未受影响的父母和未受影响的同胞中；在 ExAC 数据库中未找到它。对同源突变（H774P）纯合酵母菌株的功能分析显示完全不存在孢子形成，表明酵母中存在强烈的功能丧失表型，这与 H442P 突变对人类的致病性一致。

.0002 心脏瓣膜发育不良 1
PLD1、2-BP DEL、1484TG
在一名来自近亲家庭（B 族）的 2 岁女孩中，患有心脏瓣膜发育不良-1（CVDP1；212093），Ta-Shma 等人（2017）鉴定了 PLD1 基因中 2 bp 缺失（c.1484_1485delTG、NM_002662）的纯合性，导致移码，预计会导致过早终止密码子（Thr495fs32Ter）并丢失 2 个催化结构域。在她未受影响的父母中，这种突变以杂合性存在。在B家族的另一个分支中，一名受影响的17岁男孩是复合杂合子，其PLD1基因（c.2882+2T-C；602382.0003）内含子25中存在2bp缺失和剪接位点突变；他未受影响的父母均具有 1 个突变杂合子，而 ExAC 数据库中未发现这两种突变。

.0003 心脏瓣膜发育不良 1
PLD1, IVS25DS, TC, +2
用于讨论 PLD1 基因内含子 25 中的剪接位点突变（c.2282+2T-C, NM_002662），该突变在患有以下疾病的患者中以复合杂合状态发现心脏瓣膜发育不良-1（CVDP1; 212093）由 Ta-Shma 等人提出（2017），参见 602382.0002。