真核翻译起始因子 2B,亚基 1; EIF2B1

真核翻译起始因子 2B,α
EIF2B-α

HGNC 批准的基因符号:EIF2B1

细胞遗传学位置:12q24.31 基因组坐标(GRCh38):12:123,620,406-123,633,686(来自 NCBI)

▼ 说明

EIF2B1基因编码EIF2B-α,是真核翻译起始因子eIF2B的最小亚基,它是包含5个亚基的异十聚体复合物:α(EIF2B1)、β(EIF2B2;606454)、γ(EIF2B3;606273)、δ(EIF2B4) ; 606687) 和 ε(EIF2B5; 603945)。EIF2B 是蛋白质合成所必需的 GTP 交换因子:其底物是 eIF2(参见 603907)。GTP 结合的 eIF2 负责将起始子甲硫氨酰-tRNA 加载到核糖体上,以启动蛋白质合成的发生。EIF2B-α、-β 和 -δ 形成调节子复合体,而 EIF2B-γ 和 -ε 形成催化子复合体(Wortham 和 Proud 总结,2015)。

▼ 克隆与表达

花等人(1995) 克隆了编码 Eif2b1 的大鼠 cDNA。推导的 305 个氨基酸的大鼠蛋白(GenBank AAA91276) 与人类蛋白有 92% 的同一性(Converse, 2002)。通过 Northern blot 分析,Flowers 等人(1995) 在所有测试的组织中检测到大鼠 Eif2b1 的同等表达;相反,Eif2b5 主要在睾丸中表达。

▼ 基因结构

通过基因组序列分析,Flowers 等人(1995) 确定大鼠 Eif2b1 基因有 9 个外显子,跨度 8.5 kb。

▼ 生化特征

冷冻电子显微镜

肯纳等人(2019) 报道了 eIF2 在去磷酸化状态下与 eIF2B 结合的冷冻电子显微镜结构。该结构表明,eIF2B 十聚体是一个静态平台,其上 1 或 2 个灵活的 eIF2 三聚体与 eIF2B 的二分催化中心结合并对齐,以催化核苷酸交换。作者推测,磷酸化会重新折叠 eIF2-α(603907),使其能够在不同的界面接触 eIF2B,从而将其隔离成非生产性复合物。

为了阐明 eIF2 磷酸化状态如何调节 eIF2B 活性,Kashiwagi 等人(2019) 确定了 eIF2B 与未磷酸化或磷酸化 eIF2 复合物的冷冻电子显微镜和晶体结构。eIF2 的非磷酸化和磷酸化形式以完全不同的方式与 eIF2B 结合:分别是核苷酸交换活性模式和非活性模式。柏木等人(2019) 得出的结论是,这些结构解释了磷酸化 eIF2 如何显着抑制 eIF2B 的核苷酸交换活性。

▼ 测绘

Gross(2015) 根据 EIF2B1 序列(GenBank BC103763) 与基因组序列(GRCh38) 的比对,将 EIF2B1 基因对应到染色体 12q24.31。

▼ 分子遗传学

白质消失的白质脑病(VWM1; 603896) 是一种常染色体隐性遗传疾病,其特征是慢性进行性病程,并伴有由发烧和轻微头部外伤引起的快速恶化的额外发作。van der Knaap 等人在一名 VWM1 患者中(2002) 发现 EIF2B1 基因中的 2 个突变存在复合杂合性(606686.0001 和 606686.0002)。

Ohlenbusch 等人在 2 名患有中度 VWM1 的姐妹中(2005) 鉴定了 EIF2B1 基因中的纯合错义突变(V183F; 606686.0003)。据报道,这些患者患有卵巢功能衰竭。没有对该变体进行功能研究。

在一名白质消失的白质脑病患者中,Maletkovic 等人(2008) 鉴定了 EIF2B1 基因中的复合杂合突变(606686.0005 和 606686.0006)。没有进行变体的功能研究。该患者是 15 名 VWM 患者中的 1 名,其中 1 个 EIF2B 基因发生突变。作者指出,EIF2B1 基因突变仅占所有报告突变的约 4%,并且在报告患有 EIF2B 相关疾病的患者中发现约 1%。

变体函数

在体外功能表达研究中,Wortham 和 Proud(2015) 发现 V183F(606686.0003)、gly204del(606686.0005) 和 Y275C(606686.0006) EIF2B1 突变影响 EIF2B 复合物的形成。Gly204del 无法与复合物中的任何其他亚基相互作用,而 V183F 和 Y275C 导致与复合物其余部分的结合减少 50%,这被认为导致整个复合物的催化活性降低。进一步的活性​​研究表明,V183F 突变体的 EIF2B GEF 活性降低了 30%。与野生型相比,N208Y 突变(606686.0002) 导致 EIF2B GEF 活性增加 40%,而 P278R(606686.0004) 对 GEF 活性没有影响。结果表明,EIF2B1 基因的不同突变对 EIF2B 复合物有多种影响,导致很难解释致病作用。

▼ 等位基因变异体(8 个精选示例):

.0001 白质消失的脑白质病 1
EIF2B1、IVS2DS、GA、+1

van der Knaap 等人在一名白质消失的白质脑病患者(VWM1; 603896) 中进行了研究(2002) 发现 EIF2B1 基因中 2 个突变的复合杂合性:IVS2+1G-A 和外显子 6 中的 622A-T 颠换,导致多肽中的 asn208 到 tyr(N208Y) 错义变化(606686.0002)。

.0002 白质消失的白质脑病 1
EIF2B1,ASN208TYR

van der Knaap 等人讨论了 EIF2B1 基因中的 asn208-to-tyr(N208Y) 突变,该突变在白质消失的白质脑病患者(VWM1; 603896) 中以复合杂合状态发现(2002),参见 606686.0001。

在体外功能研究中,Wortham 和 Proud(2015) 发现 N208Y 突变导致 EIF2B GEF 活性增加 40%。

.0003 白质消失的白质脑病 1
EIF2B1,VAL183PHE

Ohlenbusch 等人在患有白质消失的白质脑病(VWM1; 603896) 的 2 姐妹(患者 3252 和 3253)中(2005) 鉴定了 EIF2B1 基因中的纯合 c.547G-T 颠换(c.547G-T, NM_001414.1),导致高度保守残基处的 val183-to-phe(V183F) 取代。未受影响的父母的突变是杂合的,而在 100 个对照中未发现这种突变。这两名女孩的年龄分别为 10 岁和 17 ,有智力低下病史以及认知和行为症状。他们的病程稳定,大脑和卵巢受累;他们有中度残疾。没有对该变体进行功能研究。

在体外功能表达研究中,Wortham 和 Proud(2015) 发现 V183F 突变影响 EIF2B 复合物的形成,并导致与复合物其余部分的结合减少 50%,这被认为导致 EIF2B 复合物的催化活性降低。整体综合体。进一步的活性​​研究表明,V183F 突变体的 EIF2B GEF 活性降低了 30%。

.0004 白质消失的白质脑病 1
EIF2B1,PRO278ARG

在对白质消失的白质脑病(VWM1; 603896) 的回顾中,Pronk 等人(2006) 报道了一名患者的 EIF2B1 基因发生 c.833C-G 颠换,导致 pro278 变为 arg(P278R) 取代。没有提供该变体的临床细节和功能研究(在 Pronk 等人(2006) 的文章中,该突变被错误地指定为 P287R。)

在体外功能表达研究中,Wortham 和 Proud(2015) 发现 P278R 突变对 GEF 活性没有影响。

.0005 白质消失的白质脑病 1
EIF2B1,3-BP DEL,NT610

在一名白质消失的白质脑病患者(VWM1; 603896) 中,Maletkovic 等人(2008) 鉴定了 EIF2B1 基因中的复合杂合突变:框内 3-bp 缺失(c.610_612),导致残基 gly204 的缺失,以及 c.824A-G 转变,导致 tyr275 到 - cys(Y275C; 606686.0006) 在保守残基处取代。在 48 条对照染色体中未发现突变。没有提供患者的临床细节和变异的功能研究。

在体外功能表达研究中,Wortham 和 Proud(2015) 发现 gly204del 突变影响 EIF2B 复合物的形成;突变蛋白无法与复合物中的任何其他亚基相互作用。

.0006 白质脑病伴白色物质消失 1
EIF2B1,TYR275CYS

讨论 EIF2B1 基因中的 c.824A-G 转变,导致 tyr275 到 cys(Y275C) 取代,这种取代是在患有白质消失的白质脑病患者(VWM1; 603896) 的复合杂合状态下发现的,作者:Maletkovic等人(2008),参见 606686.0005。

.0007 白质脑病伴白色物质消失 1
EIF2B1,PHE239VAL

Shimada 等人在一名 61 岁的日本女性中,由近亲结婚生,患有白质消失的白质脑病(VWM1; 603896)(2015) 在 EIF2B1 基因的外显子 8 中发现了纯合 c.715T-G 颠换,导致 phe239 到 val(F239V) 的取代。dbSNP(版本 138)数据库中不存在该突变;家族中突变的分离尚未得到证实,也未进行功能研究。患者 29 岁时出现神经系统症状并伴有步态障碍。她还患有轻度认知障碍(智商为 66)、运动不协调、痉挛和癫痫发作。脑成像显示非特异性白质异常。这种疾病是进行性的,在报告发布时她卧床不起。

.0008 白质消失的白质脑病 1
EIF2B1,LYS110GLU

在一名 2 岁的中国女孩(病例 29)中,她患有儿童早期白质脑病并伴有白质消失(VWM1;603896),Zhang 等人(2015) 在 EIF2B1 基因的外显子 4 中鉴定出纯合 c.328A-G 转换(c.328A-G,NM_001414),导致 lys110 到 glu(KL110E) 取代。没有对该变体进行功能研究。大约一年后的随访中,患者出现癫痫发作、间歇性加重和运动功能进行性显着丧失。该患者是 34 名接受 EIF2B 基因测序的患者中的一名(3%),也是唯一携带 EIF2B1 突变的患者。