酪氨酰-DNA 磷酸二酯酶 2； TDP2

TRAF 和 TNF 受体相关蛋白；TTRAP

HGNC 批准的基因符号：TDP2

细胞遗传学定位：6p22.3 基因组坐标（GRCh38）：6:24,649,979-24,666,899（来自 NCBI）

▼ 说明

TDP2 基因编码 5-prime 酪氨酰-DNA 磷酸二酯酶，该酶是有效修复拓扑异构酶 II（TOP2；参见 126430）诱导的 DNA 双链断裂所必需的（Cortes Ledesma 等，2009）。

▼ 克隆与表达

Pype 等人使用编码 CD40 细胞质区域的 cDNA 作为诱饵，对 HeLa cDNA 文库进行酵母 2 杂交筛选，然后筛选脐静脉 cDNA 文库（2000）分离出编码TTRAP的cDNA。推导的 362 个氨基酸蛋白在残基 236 和 250 之间含有一个潜在的卷曲螺旋基序。Northern 印迹分析在所有测试组织中检测到 2.2 kb 转录物，在睾丸中还检测到一个额外的 1.8 kb 转录物。Northern 印迹和原位杂交分析表明，在成年和胚胎小鼠组织中普遍存在但可变的表达，在胎儿胸腺和离散脑区域中表达显着。

戈麦斯-埃雷罗斯等人（2014）发现TDP2基因在多个人类胎儿和成人组织中表达，在多个脑区高表达，包括额叶和枕叶、海马、纹状体和小脑。

▼ 基因功能

通过免疫沉淀和蛋白质印迹分析，Pype 等人（2000）表明 TTRAP 与 CD40（109535）和 TNFR75（TNFR2; 191191）以及 TRAF2（601895）、TRAF3（601896）、TRAF5（602356）相互作用，特别是与 TRAF 的 N 端一半相互作用-TRAF6的N结构域；TTRAP 不与 TRADD 交互（603500）。用 CD40 配体（CD40LG；300386）刺激细胞可以增强与 CD40 的相互作用，但不能增强与 TRAF6 的相互作用。酵母 2-杂交和突变分析确定 TTRAP 与 CD40 的氨基酸 230 至 245 结合，该区域与 TRAF6 使用的区域相同，但与 TRAF2 或 TRAF3 使用的区域不同。TTRAP 的过表达抑制核因子 kappa-B（NFKB；参见 164011）激活，但不减少 TNFR2 或 CD40 的合成。

肿瘤坏死因子（TNF；参见 191160）受体家族的成员在诱导细胞死亡和调节炎症反应中发挥作用，通过直接募集 TNF 受体相关因子或 TRAF 来传递信号（参见 602355 ）。CD40是这个家族的一员；CD40 介导的信号转导诱导大量与宿主防御病原体相关的基因转录（Rodrigues-Lima 等人总结，2001）。Rodrigues-Lima 等人通过使用各种基于生物信息学的序列和结构分析来鉴定参与 TNF 信号传导的蛋白质（2001）发现TTRAP是Mg（2+）/Mn（2+）依赖性磷酸二酯酶超家族的成员，该超家族包括鞘磷脂酶、肌醇磷酸酶和核酸酶。

科尔特斯·莱德斯马等人（2009）证明 TTRAP 裂解 5- 磷酸酪氨酰键，并且这种活性有效地恢复 DNA 双链断裂处的 5- 磷酸末端，为 DNA 连接做准备。细胞中 TTRAP 的耗竭导致对拓扑异构酶 II 诱导的 DNA 双链断裂的易感性和敏感性增加。科尔特斯·莱德斯马等人（2009）得出结论，TTRAP 是第一个被鉴定的人类 5-prime-酪氨酰 DNA 磷酸二酯酶，他们建议将该酶称为酪氨酰-DNA 磷酸二酯酶-2（TDP2）。

在模型细胞系统中，包括有丝分裂后神经细胞，Gomez-Herreros 等人（2014）表明 TDP2 是正常水平的基因转录和 TOP2（参见 126430）依赖性基因的正常表达所必需的。

谢伦伯格等人（2017）发现 SUMO 连接酶 ZNF451（615708）是一种多功能 DNA 修复因子，可控制细胞对基因毒性 DNA-蛋白质交联的反应，通过产生瞬时 DNA 双链断裂，在 TOP2 调节 DNA 拓扑结构中发挥作用。ZNF451 与 TOP2 裂解复合物（TOP2cc）结合，TOP2cc 是一种蛋白质-DNA 交联，是 TOP2 反应中的关键中间体，可促进停滞的 TOP2cc 上不依赖于蛋白酶体的 TDP2 水解酶活性。ZNF451 SUMO 连接酶活性进一步促进 TDP2 与 SUMOylated TOP2 相互作用，通过“split-SIM”SUMO2 参与平台调节 TDP2 的有效招募。谢伦伯格等人（2017）得出的结论是，这些发现揭示了 ZNF451-TDP2 催化和 SUMO2 调节的直接解析 TOP2cc 的途径。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Pype 等人（2000）将 TTRAP 基因对应到 6p22.3-p22.1。

▼ 分子遗传学

Gomez-Herreros 等人的 3 名爱尔兰兄弟患有常染色体隐性遗传性小脑共济失调 23（SCAR23; 616949），由近亲父母出生（2014）鉴定了 TDP2 基因中的纯合剪接位点突变（605764.0001）。该突变是通过纯合性作图和外显子组测序的结合发现的，并通过桑格测序证实，与该家族中的疾病分离。患者细胞提取物显示不存在全长 TDP2 蛋白，也不存在 5-prime TDP 活性，这与功能丧失一致。一位患有类似疾病的无关埃及患者的 TDP2 基因截短突变为纯合子（605764.0002）。

Zagnoli-Vieira 等人对美国一名患有 SCAR23 的 6 岁白人儿童进行了全外显子组测序（2018）鉴定了 TDP2 基因中相同剪接位点突变的纯合性，该突变已由 Gomez-Herreros 等人鉴定（2014）。Western blot 分析未检测到患者原代皮肤成纤维细胞中的 TDP2 蛋白。与对照人成纤维细胞相比，患者成纤维细胞在生化测定中未能表现出呼吸链复合物的显着缺陷。然而，患者成纤维细胞表现出无法快速修复拓扑异构酶诱导的细胞核 DNA 双链断裂（DSB），并且还表现出对此类 DNA 损伤的高度过敏。用重组人 TDP2 补充患者细胞可恢复正常的核 DSB 修复率。

▼ 动物模型

戈麦斯-埃雷罗斯等人（2014）发现 Tpd2 缺失突变纯合小鼠神经组织中 5-prime Tdp 活性降低，这与皮质星形胶质细胞和小脑颗粒神经元双链断裂修复能力降低有关。尽管突变小鼠没有可检测到的神经表型，但组织病理学研究显示小脑分子层的中间神经元密度减少了 25% 至 30%，这表明 Tdp2 参与神经发育或维持。

▼ 等位基因变异体（2 个选定示例）：

.0001 脊髓小脑性共济失调，常染色体隐性 23
TDP2，IVS3DS，GA，+1

Gomez-Herreros 等人的 3 名爱尔兰兄弟患有常染色体隐性遗传性小脑共济失调 23（SCAR23; 616949），由近亲父母出生（2014）鉴定了 TDP2 基因内含子 3（c.425+1G-A, NM_016614.2）中的纯合 G 到 A 转变，导致剪接位点突变。对患者细胞的分析表明，突变的 mRNA 被截短并受到无义介导的 mRNA 的影响，这与功能丧失一致。该突变是通过纯合性作图和外显子组测序的结合发现的，并通过桑格测序证实，与该家族中的疾病分离。该变体根据 dbSNP（版本 134）和外显子组变体服务器数据库以及 128 个对照个体和 672 个对照外显子组进行筛选。患者细胞提取物显示不存在全长 TDP2 蛋白，也不存在 5-prime TDP 活性，尽管 TDP1（607198）赋予的 3 素 TDP 活性正常。此外，患者类淋巴母细胞对 TOP2（126430）毒物依托泊苷过敏。研究结果表明双链断裂修复能力受损。

Zagnoli-Vieira 等人对美国一名患有 SCAR23 的 6 岁白人男孩进行了全外显子组测序（2018）鉴定了 TDP2 基因中相同 c.425+1G-A 突变的纯合性，该突变具有与 Gomez-Herreros 等人报告的患者中鉴定的相同单倍型（2014）。Western blot 分析未检测到患者原代皮肤成纤维细胞中的 TDP2 蛋白。与对照人成纤维细胞相比，患者成纤维细胞在生化测定中未能表现出呼吸链复合物的显着缺陷。与 TDP2 突变的 A549 细胞相比，在野生型 A549 细胞中发现了类似的结果。然而，患者成纤维细胞表现出无法快速修复拓扑异构酶诱导的细胞核 DNA 双链断裂（DSB），并且还表现出对此类 DNA 损伤的高度过敏。

.0002 脊髓小脑共济失调，常染色体隐性 23
TDP2，2-BP DEL/INS，413AA

Gomez-Herreros 等人在一名患有常染色体隐性小脑共济失调 23（SCAR23; 616949）的埃及患者中（2014）在 TDP2 基因中发现了纯合 c.413_414delinsAA 突变（c.413_414delinsAA, NM_016614.2），导致移码和提前终止（Ser138Ter）。据报道，该患者的兄弟姐妹也受到了影响。患者血液样本中检测不到 TDP2 活性。