甘露糖苷酶,α,1B 类,成员 1; MAN1B1
HGNC 批准的基因符号:MAN1B1
细胞遗传学位置:9q34.3 基因组坐标(GRCh38):9:137,086,985-137,109,183(来自 NCBI)
▼ 说明
MAN1B1 基因编码内质网甘露糖基低聚糖 α-1,2-甘露糖苷酶(EC 3.2.1.113),该酶属于参与分泌途径中 N 连接聚糖成熟的酶家族。这些酶还有助于通过内质网相关降解途径错误折叠糖蛋白的计时和处理(Rafiq 等人总结,2011)。
▼ 克隆与表达
Gonzalez 等人通过使用根据 EST 设计的引物对人胎盘 cDNA 进行 5-prime RACE,这些引物显示出与哺乳动物和酵母寡糖加工甘露糖苷酶的相似性(1999)分离出编码人α-1,2-甘露糖苷酶的cDNA。全长 cDNA 预测为 663 个氨基酸的蛋白质,分子量为 76,002 Da,具有 II 型跨膜多肽的序列特征。Northern 印迹分析在所有检查的组织中检测到 2.8 kb 的转录物。衍生自 cDNA 并在 COS 细胞中表达的重组蛋白的底物特异性和抑制剂敏感性表明,该 cDNA 编码 ER 甘露糖苷酶 I。表位标记的 ER 甘露糖苷酶 I 的免疫定位显示与 ER 标记蛋白共定位。
Tremblay 和 Herscovics(1999) 使用酵母 α-1,2-甘露糖苷酶氨基酸序列搜索 EST 数据库,孤立鉴定了 MAN1B1。他们从胎儿脑 cDNA 文库中克隆了 MAN1B1 cDNA。推导的 699 个氨基酸的蛋白质包含一个细胞质尾部和一个推定的跨膜结构域。Northern 印迹分析在所有检查的组织中检测到不同水平的 3 kb MAN1B1 转录物,其中睾丸中的表达特别高,而肺和肌肉中的表达相对较低。
Rymen 等人通过对人成纤维细胞中的 MAN1B1 进行免疫印迹并通过共聚焦显微镜进行评估(2013) 表明 MAN1B1 具有核周高尔基体样分布。他们进一步发现 MAN1B1 与反式高尔基体标记 GPP130(606805) 和顺式高尔基体标记 Giantin(602500) 共定位。成纤维细胞中 MAN1B1 和粗 ER 标记 PDI(176790) 和 GRP78(138120) 的双标记实验显示孤立定位。这些结果表明 MAN1B1 分布在高尔基体中,而不是分布在 ER 中。
▼ 基因功能
Tremblay 和 Herscovics(1999) 通过在巴斯德毕赤酵母中表达含有催化结构域的重组蛋白作为分泌蛋白来表征 MAN1B1 的酶活性。通过 HPLC 和 NMR 分析,他们证明重组 MAN1B1 从 Man9GlcNAc 中去除了单个甘露糖残基,将其特异性转化为 Man8GlcNAc 异构体 B。酶活性需要钙,并被 I 类 α-甘露糖苷酶抑制剂 1-脱氧甘露尻霉素和 kifunensine 抑制。
▼ 测绘
Tremblay 和 Herscovics(1999) 在 9 号染色体粘粒文库克隆中鉴定了 MAN1B1 序列。
▼ 分子遗传学
Rafiq 等人在 5 个患有 Rafiq 综合征(RAFQS; 614202) 的家庭的受影响成员中(2011) 在 MAN1B1 基因(604346.0001-604346.0003) 中鉴定出 3 个不同的纯合突变。
莱曼等人(2013) 报道了来自 6 个家庭的 7 名患有 Rafiq 综合征且 MAN1B1 基因双等位基因突变的患者。通过全外显子组测序鉴定出第一位患者的纯合突变(S409P;604346.0004)。其他突变(604346.0003-604346.0008) 是通过对转铁蛋白等电聚焦呈 2 型模式的患者进行直接基因测序来鉴定的。
范·舍彭泽尔等人(2014)报道了来自9个家庭的12名患者(包括3对同胞)患有Rafiq综合征和MAN1B1基因双等位基因突变(参见例如604346.0003;604346.0009-604346.0010)。第一个突变是通过全外显子组测序发现的,其他突变是通过桑格测序在高分辨率质谱分析中发现具有异常、混合型糖蛋白的患者中发现的。这些突变包括 6 个错义、4 个无义、2 个移码、1 个剪接和 1 个缺失。
Hoffjan 等人在 3 名土耳其同胞中,由近亲父母所生,患有拉菲克综合征(2015) 鉴定了 MAN1B1 基因中反复出现的错义突变的纯合性(R334C; 604346.0003)。通过自合性作图和全外显子组测序鉴定了该突变。经桑格测序证实,并与家族中的疾病隔离。
Balasubramanian 等人通过对来自患有 Rafiq 综合征的欧洲无亲缘家庭的 2 对同胞进行全外显子组测序(2019) 分别鉴定了 MAN1B1 基因中的纯合子(604346.0012) 或复合杂合子(604346.0003; 604346.0011) 突变。患者的血清转铁蛋白等电聚焦呈 2 型模式。
▼ 等位基因变异体(12 个精选示例):
.0001 拉菲克综合症
MAN1B1, GLU397LYS
Rafiq 等人在 3 个患有 Rafiq 综合征(RAFQS; 614202) 的巴基斯坦近亲家庭的受影响成员中(2011) 在 MAN1B1 基因中鉴定出纯合 c.1189G-A 转换(c.1189G-A, NM_016219.3),导致 glu397-to-lys(E397K) 取代在 MAN1B1 活性位点袋的基部。酶,它与聚糖底物相互作用。表达研究表明,突变蛋白的表达和分泌量低于野生型水平的 5%。
.0002 拉菲克综合症
MAN1B1,TRP473TER
Rafiq 等人的 3 名同胞,由巴基斯坦近亲结婚生,患有拉菲克综合征(RAFQS; 614202)(2011) 在 MAN1B1 基因的外显子 9 中鉴定出纯合 c.1418G-A 转换(c.1418G-A, NM_016219.3),导致 trp473 到 ter(W473X) 取代,预计会导致无义-介导的 mRNA 衰减。除了智力发育受损外,患者还表现出畸形特征,包括睑裂下斜、距离过大、长脸、扁平颧骨、短人中、宽鼻根和小下巴。
.0003 拉菲克综合症
MAN1B1, ARG334CYS
在 3 名患有拉菲克综合征(RAFQS;614202)的伊朗同胞中,拉菲克等人是近亲父母的后代(2011) 在 MAN1B1 基因中发现了一个纯合的 c.1000C-T 转换(c.1000C-T, NM_016219.3),导致 arg334 到 cys(R334C) 取代在 MAN1B1 活性位点袋的基部。酶,它与聚糖底物相互作用。表达研究表明,突变蛋白的表达和分泌水平约为野生型水平的20%,并且催化活性显着降低。除了智力发育受损外,这些患者还表现出畸形特征,包括轻度长头畸形、下斜睑裂、距离过远、眉毛宽而长、人中扁平、上唇薄、下巴呈三角形和尖、鼻子突出。
Rymen 等人在来自 2 个 Rafiq 综合征家族的 3 名土耳其患者(P3、P4.1 和 P4.2)中(2013) 鉴定了 MAN1B1 基因中 R334C 突变的纯合性。在鉴定患者转铁蛋白等电点聚焦的 2 型模式后,通过直接基因测序鉴定了该突变。所有 3 名患者均存在轻度智力发育障碍、运动发育迟缓、躯干肥胖和面部畸形。对 P4.1 和 P4.2 血清糖蛋白上的 N 连接聚糖进行质谱分析,鉴定出在对照中未发现的混合型聚糖结构。高尔基体标记物染色检测到患者成纤维细胞高尔基体形态的显着改变,包括扩张和破碎。从 P3 开始,成纤维细胞中 MAN1B1 稳态水平降低至对照水平的 24%。
Hoffjan 等人在 3 名土耳其同胞中,由近亲父母所生,患有拉菲克综合征(2015) 鉴定了 MAN1B1 基因中 R334C 突变的纯合性。该突变通过自合性作图和全外显子组测序鉴定,并通过桑格测序证实,并与家族中的疾病分离。Hoffjan 等人根据 EVS 数据库中 R334C 突变的频率(2015) 估计载波频率为 0.0078。
Balasubramanian 等人在 2 名患有拉菲克综合征的欧洲同胞(家庭 2)中(2019) 鉴定了 MAN1B1 基因中的复合杂合突变:R334C 和 4 bp 缺失(c.761_764del; 604346.0011),导致移码(Ile254ThrfsTer20)。这些突变通过全外显子组测序进行鉴定,并通过桑格测序进行确认。父母被证实是突变携带者。患者血清转铁蛋白等电聚焦呈2型模式。
.0004 拉菲克综合症
MAN1B1, SER409PRO
Rymen 等人在一名患有 Rafiq 综合征(RAQFS; 614202) 的 16 岁葡萄牙女孩(P1) 中进行了研究(2013) 在 MAN1B1 基因的外显子 8 中鉴定出纯合 c.1225T-C 转换(c.1225T-C,NM_016219),导致高度保守残基处的 ser409 到 pro(S409P)取代。该突变通过全外显子组测序进行鉴定,并通过桑格测序进行确认。S409P 突变位于蛋白质的 α 螺旋中,预计会通过破坏或扭结螺旋来损害酶功能。对患者血清糖蛋白上的 N 连接聚糖进行质谱分析,发现了在对照中未发现的混合型聚糖结构。高尔基体标记物染色检测到患者成纤维细胞高尔基体形态的显着改变,包括扩张和破碎。对患者成纤维细胞的代谢标记研究表明,MAN1B1 缺陷细胞中 Man9GlcNAc2 物种的修剪延迟。该患者智力发育受损、肥胖、肌张力低下和小脑萎缩。
Rymen 等人在一名患有 Rafiq 综合征的 12 岁葡萄牙男孩(P2) 中进行了研究(2013) 鉴定了 MAN1B1 基因中的复合杂合突变:S409P 和外显子 1 中的 c.172G-T 颠换,导致 glu58-to-ter(E58X; 604346.0005) 取代。在鉴定患者转铁蛋白等电聚焦的 2 型模式后,通过直接基因测序鉴定了突变。对 P2 血清糖蛋白上的 N 连接聚糖进行质谱分析,鉴定出在对照中未见的混合型聚糖结构。与对照组相比,患者成纤维细胞的 MAN1B1 基因和蛋白质表达减少。患者发育迟缓、智力发育中度受损、肌张力低下、躯干肥胖和面部畸形。
.0005 拉菲克综合症
MAN1B1,GLU58TER
讨论 MAN1B1 基因中的 c.172G-T 颠换(c.172G-T,NM_016219),导致 glu58-to-ter(E58X) 取代,这种情况在拉菲克综合征患者的复合杂合状态中发现(RAQFS;614202),作者:Rymen 等人(2013),参见 604346.0004。
.0006 拉菲克综合症
MAN1B1,2-BP DEL,1833AG
Rymen 等人在一名患有 Rafiq 综合征(RAQFS; 614202) 的 13 岁比利时男孩(P5) 中进行了研究(2013) 鉴定了 MAN1B1 基因中 2 bp 缺失(c.1833_1834delAG, NM_016219) 的纯合性。该突变预计会导致移码和缺乏底物识别所需残基的截短蛋白(Thr611del),在鉴定患者转铁蛋白等电点聚焦的 2 型模式后,通过直接基因测序鉴定出该突变。对患者血清糖蛋白上的 N 连接聚糖进行质谱分析,发现了在对照中未发现的混合型聚糖结构。与对照组相比,患者成纤维细胞的 MAN1B1 蛋白表达减少。对患者成纤维细胞的代谢标记研究表明,MAN1B1 缺陷细胞中 Man9GlcNAc2 物种的修剪延迟。患者智力发育轻度受损、肥胖、肌张力低下、关节松弛、漏斗胸。
.0007 拉菲克综合症
MAN1B1,c.1445+2delTGAG
Rymen 等人在一名患有 Rafiq 综合征(RAQFS; 614202) 的 12 岁比利时女孩(P6) 中进行了研究(2013) 鉴定了 MAN1B1 基因中的复合杂合突变:从母亲继承的内含子 9(c.1445+2delTGAG, NM_016219) 中的 4-bp 缺失,以及从头开始的 6,435-bp 缺失(c.465+1460_620+527del) ; 604346.0008),导致父系等位基因上的外显子 4 缺失。在鉴定患者转铁蛋白等电聚焦的 2 型模式后,通过直接基因测序鉴定了突变。对患者血清糖蛋白上的 N 连接聚糖进行质谱分析,发现了在对照中未发现的混合型聚糖结构。与对照组相比,患者成纤维细胞的 MAN1B1 基因和蛋白质表达减少。患者患有肌张力低下、智力发育轻度受损、自闭症和发育迟缓。
.0008 拉菲克综合症
MAN1B1,6,453-BP DEL
讨论 Rymen 等人在 Rafiq 综合征(RAQFS; 614202) 患者中以复合杂合状态发现的 MAN1B1 基因中的 6,453 bp 缺失(c.465+1460_620+527del, NM_016219)(2013),参见 604346.0007。
.0009 拉菲克综合症
MAN1B1,IVS4AS,GA,-2
Van Scherpenzeel 等人在 2 名同胞(第 8 个家庭)中,年龄分别为 34 岁和 35 ,患有 Rafiq 综合征(RAQFS; 614202)(2014) 鉴定了 MAN1B1 基因中的复合杂合突变:内含子 4 中的剪接位点突变(c.621-2A-G, NM_016219.4) 和外显子 4 中的 13 bp 缺失(c.530_542del13; 604346.0010) 预计导致移码和提前终止密码子(Leu177ProfsTer32)。在高分辨率质谱鉴定异常杂合型糖蛋白后,通过基因桑格测序鉴定了突变。父母被确认为携带者。这些患者智力发育受损、整体发育迟缓、面部畸形和躯干肥胖。
.0010 拉菲克综合征
MAN1B1,13-BP DEL,NT530
Van Scherpenzeel 等人讨论了 MAN1B1 基因中的 13 bp 缺失(c.530_542del、NM_016219.4),该基因在 2 位患有 Rafiq 综合征的同胞中以复合杂合状态发现(RAQFS;614202)(2014),参见 604346.0009。
.0011 拉菲克综合征
MAN1B1,4-BP DEL,NT761
Balasubramanian 等人讨论了 MAN1B1 基因中的 4 bp 缺失(c.761_764del、NM_016219.4),该基因在 2 位患有 Rafiq 综合征的同胞中以复合杂合状态发现(RAQFS;614202)(2019),参见 604346.0003。
.0012 拉菲克综合征
MAN1B1,1-BP DEL,NT1311
Balasubramanian 等人在 2 名患有 Rafiq 综合征(RAFQS; 614202) 的欧洲同胞(家族 1)中(2019) 在 MAN1B1 基因中发现了一个纯合 1-bp 缺失(c.1311del, NM_016219.4),预计会导致移码(438fsLeu)。该突变通过三重全外显子组测序进行鉴定,并通过桑格测序进行确认。父母都是突变携带者。患者血清转铁蛋白等电聚焦显示2型模式。