RANBP 型和 C3HC4 型含锌指 1; RBCK1

RBCC 蛋白与 PKC 1 相互作用
血红素氧化 IRP2 泛素连接酶 1; HOIL1
HOIL1L
乙型肝炎病毒 X染色体连锁蛋白 3; XAP3

HGNC 批准的基因符号:RBCK1

细胞遗传学位置:20p13 基因组坐标(GRCh38):20:408,299-432,139(来自 NCBI)

▼ 说明

RBCK1 基因编码线性泛素链组装复合体(LUBAC) 的一个组成部分,这是一种 E3 连接酶复合体,可将头尾相连的多聚泛素链添加到底物蛋白上。 RBCK1 还在 NFKB(参见 164011)信号传导中发挥作用(Boisson 等人总结,2012)。

蛋白质的泛素化是通过 E1、E2 和 E3 酶催化的一系列反应进行的。其中,E3 泛素蛋白连接酶,例如 RBCK1,通过识别靶底物在确定系统特异性方面发挥着关键作用(Yamanaka et al., 2003)。

▼ 克隆与表达

乙型肝炎病毒(HBV) X 蛋白是一种混杂的转录反式激活蛋白。 Cong 等人通过酵母 2-杂交分析来鉴定 X 相互作用蛋白,然后筛选 HeLa 细胞 cDNA 文库(1997) 克隆了 RBCK1,他们将其称为 XAP3。推导的 468 个氨基酸蛋白包含一个 C3HC4 锌指和 3 个蛋白激酶 C(PKC;参见 176960)底物识别位点。 Northern 印迹分析检测到 2.5 至 3.0 kb 的 XAP3 转录本。在脑、胎盘和胰腺中表达较高,在心脏和骨骼肌中表达中等,在肺、肝脏和肾脏中表达较低。

Yamanaka 等人通过差异酵母 2-杂交筛选来鉴定 HEK293 细胞系 cDNA 文库中的 IRP2(IREB2; 147582) E3 连接酶(2003) 克隆了 RBCK1,他们将其称为 HOIL1。推导的 468 个氨基酸的蛋白质包含 N 端泛素样结构域和环指结构域。

吉本等人(2005) 鉴定了大鼠 Rbck1 的剪接变体,他们将其称为 Rbck2。全长 498 个氨基酸的 Rbck1 包含一个 N 端泛素样结构域、2 个中央卷曲螺旋区域和 2 个由 IBR(在 RING 之间)结构域分隔的 C 端环指结构域。 260 个氨基酸的变体 Rbck2 在 2 个中央卷曲螺旋结构域方面与 Rbck1 相同,但它具有 20 个独特的 C 端残基。两种蛋白还含有经典的富含亮氨酸的核输出信号,但只有 Rbck1 含有 C 端核定位信号。 Rbck2在转染的HEK293细胞的细胞质中表达,而Rbck1似乎在细胞质和细胞核之间穿梭。

▼ 测绘

Hartz(2016) 根据 RBCK1 序列(GenBank BC015219) 与基因组序列(GRCh38) 的比对,将 RBCK1 基因对应到染色体 20p13。

▼ 基因功能

丛等人(1997) 发现 XAP3 对转染的 HepG2 细胞中的报告质粒表达没有影响,但当 HBV X 蛋白共表达时,它使 HBV X 蛋白的转录激活增强了 7 倍。突变分析表明,XAP3 的氨基酸 13 至 74 与 HBV X 蛋白的激活域之一相互作用。体外结合测定表明,XAP3 和 HBV X 蛋白均与 PKC-eta(PRKCH; 605437) 结合,但不与 PKC-α(PRKCA; 176960) 或 PKC-δ(PRKCD; 176977) 结合。

山中伸弥等人(2003) 发现 HOIL1 仅在 COS 细胞中富含铁的条件下与 IRP2 结合。使用纯化组分的体外泛素化测定表明,只有在 E2(UBE2D3; 602963) 和 HOIL1 都存在的情况下,氧化 IRP2 才能有效泛素化,并且 HOIL1 比天然 IRP2 更有效地泛素化氧化 IRP2。

吉本等人(2005) 指出大鼠 Rbck1 具有转录活性,并且 Rbck1 可以与其自身以及 Rbck2 相互作用,但 Rbck2 不能与其自身相互作用。 HEK293 细胞中 Rbck2 与 Rbck1 的共表达导致 Rbck1 定位于细胞质,从而抑制其核转位和转录活性。

HOIL1、HOIP(612487) 和 SHARPIN(611885) 是线性泛素链组装复合物(LUBAC) 的组成部分,该复合物通过将线性多泛素链与 NEMO(300248) 缀合来诱导 NF-kappa-B 的激活(参见 164011)( Gerlach 等人,2011;Tokunaga 等人,2011;Ikeda 等人,2011)。

Donley 等人通过酵母 2 杂交筛选人胎脑 cDNA 文库(2014) 发现 FKBPL(617076) 与 RBCK1 相互作用。 RBCK1 可能通过 FKBPL 在其 N 或 C 末端的线性泛素化来稳定 FKBPL 蛋白。免疫共沉淀和蛋白质印迹分析显示 RBCK1 和 FKBPL 在与 HSP90 的复合物中相互作用(参见 140571)。在人类乳腺癌细胞系中,这种复合物在雌二醇存在的情况下结合雌激素受体(ER)-α(ESR1;133430),并激活 ER 反应基因。 RBCK1 的过度表达会增加细胞对他莫昔芬的耐药性,而通过小干扰 RNA 敲低 RBCK1 则会产生相反的效果。

▼ 分子遗传学

Boisson 等人在 2 名法国姐妹和一名患有早发性多聚葡萄糖体肌病并伴有免疫缺陷的意大利患者(PGBM1; 615895) 中进行了研究(2012) 鉴定了 RBCK1 基因中的纯合或复合杂合截短突变(610924.0001 和 610924.0002)。法国姐妹的一个等位基因在染色体 20p13 上携带 32 kb 的缺失,涵盖 TRIB3(607898) 的最后 3 个外显子和 RBCK1 的前 4 个外显子; TRIB3 mRNA 水平正常。这些突变是通过全基因组拷贝数变异研究和全外显子组测序发现的。与对照组相比,患者成纤维细胞的 RBCK1 mRNA 和蛋白质水平降低,另外 2 种 LUBAC 成分的表达也降低,但可以通过野生型 RBCK1 的表达来恢复。患者成纤维细胞显示 NFKB 激活受损,TNF(191160) 和 IL1B(147720) 靶向基因(例如 IL6(147620))的诱导较弱。 NFKB 激活缺陷是由于 NEMO(IKBKG; 300248) 向细胞因子受体的募集受损所致。患者白细胞(尤其是单核细胞)的转录谱表明过度激活,对 IL1B 的反应增强。因此,RBCK1 和 LUBAC 缺陷对 IL1B 反应的影响因细胞类型而异,这与这些患者中自身炎症和免疫缺陷的独特关联一致。这些患者的表型以免疫缺陷为主,导致2名儿童儿童死亡。然而,所有患者都患有骨骼和心肌支链淀粉样变,导致心肌病,导致第三名孩子在4岁时死亡。

Nilsson 等人在来自 8 个不相关家庭的 10 名早发性多聚葡萄糖体肌病患者中,没有严重免疫缺陷的证据(2013) 鉴定了 RBCK1 基因中的纯合或复合杂合突变(参见例如 610924.0003-610924.0006)。第一个家族的突变是通过全外显子组测序发现的;在另外 32 名患有聚葡萄糖贮积病的患者中,有 8 名患者接受了 RBCK1 基因突变筛查,随后在其中 8 名患者中发现了突变。预计突变会导致功能丧失,但并未进行功能研究。尼尔森等人(2013) 指出,他们的队列中的大多数突变影响 RBCK1 的中间或 C 末端部分,而 Boisson 等人报道的突变(2012) 免疫缺陷患者的 N 末端区域受到影响。

Krenn 等人在 2 名患有 PGBM1 且患有轻度免疫缺陷的无关女性患者中(2018) 在 RBCK1 基因(610924.0003) 中发现了影响中间结构域的纯合移码。通过外显子组测序发现的该变异在 gnomAD 的 196,632 个等位基因中以杂合状态出现两次。父母均无法参加隔离研究。单倍型分析表明存在创始人效应。尚未对该变体进行功能研究,但作者推测它会导致 RBCK1 缺陷。克伦等人(2018)强调心肌病和骨骼肌病是这些患者的主要临床特征。

Phadke 等人在 2 名姐妹(P1 和 P2)中,由近亲孟加拉父母所生,患有 PGBM1 且患有免疫缺陷(2020) 在 RBCK1 基因(610924.0009) 中发现了影响蛋白质中间结构域的纯合移码。该突变是通过全基因组测序发现的;没有检查父母的DNA。尚未进行该变体的功能研究和患者细胞的研究,但预计会导致 RBCK1 缺陷。患者分别在 7 岁时和 22 岁时患有扩张型心肌病,需要进行心脏移植。两人还患有进行性肌无力、反复感染和一些自身炎症的肌病,这与免疫缺陷或免疫失调相一致。 P1 去世时年仅 28 岁。

帕德克等人(2020) 报道了另外 2 名男性患者死于 PGBM1 导致的心肌病,但没有免疫缺陷。两者均在 RBCK1 基因(610924.0010-610924.0013) 中携带复合杂合推定功能丧失突变。突变发生在中间结构域或 C 末端。突变在 1 个家族中随疾病分离,但在另一个家族中未进行分离研究。尚未对这些变异进行功能研究,但预计它们会导致 RBCK1 缺陷。

▼ 动物模型

佩尔策等人(2018) 创造了 Hoil1 缺陷小鼠,并证明 HOIL1 对于 LUBAC 功能与 HOIP(612087) 一样重要,尽管原因不同:虽然 HOIP 是 LUBAC 的催化活性成分,但 HOIL1 是 LUBAC 组装、稳定性和最佳化所必需的。保留在 TNFR1(191190) 信号复合物中,从而防止异常细胞死亡。 Hoil1 和 Hoip 均通过干扰异常 Tnfr1 介导的内皮细胞死亡(部分依赖于 Ripk1 激酶活性)来防止妊娠中期胚胎死亡。 半胱天冬酶-8(601763) 与 Ripk3 或 Mlkl(615153) 的共缺失可防止 Hoil1 缺失胚胎中的细胞死亡,但只有 半胱天冬酶-8 与 Mlkl 的联合缺失才能产生存活的 Hoil1 缺陷小鼠。值得注意的是,三敲除 Ripk3-null/Casp8-null/Hoil1-null 胚胎在妊娠晚期因造血缺陷而死亡,但通过共删除 Ripk1 而不是 Mlkl 可以挽救这些缺陷。佩尔策等人(2018) 得出结论,HOIP 和 HOIL1 都是胚胎发生所需的重要 LUBAC 成分,可以防止异常细胞死亡。

▼ 等位基因变异体(13 个选定示例):

.0001 伴有免疫缺陷的多聚葡聚糖肌病 1
RBCK1、GLN185TER

Boisson 等人在 2 名患有早发性多聚葡萄糖肌病并伴有免疫缺陷的法国姐妹中(PGBM1; 615895)(2012) 在 RBCK1 基因的外显子 5 中发现了一个杂合的 c.553C-T 转变,导致从其未受影响的父亲继承的 gln185-to-ter(Q185X) 取代,以及染色体 20p13 上的杂合 32-kb 缺失,涵盖了TRIB3(607898) 的最后 3 个外显子和 RBCK1 的前 4 个外显子遗传自未受影响的母亲。这些突变是通过全基因组拷贝数变异研究以及全外显子组和桑格测序发现的。 dbSNP、千人基因组计划和 CEPH 数据库以及 745 个内部对照中均不存在这两种突变。预计 Q185X 突变会导致中间结构域内的新型锌指结构域过早终止。患者细胞中 TRIB3 mRNA 水平正常,但 RBCK1 mRNA 水平显着降低,RBCK1 蛋白水平检测不到。

.0002 伴有免疫缺陷的多聚葡聚糖肌病 1
RBCK1、2-BP DEL、121CT

Boisson 等人发现,一名意大利近亲父母出生的患有多聚葡萄糖体肌病并伴有免疫缺陷的儿童(PGBM1; 615895)(2012) 在 RBCK1 基因的外显子 2 中发现了纯合 2-bp 缺失(c.121_122delCT),导致 N 端结构域发生移码和提前终止(Leu41fsTer7)。预计该突变将导致 RBCK1 的所有功能域被删除。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的,它与家族中的疾病分离,并且在 dbSNP、1000 基因组计划和 CEPH 数据库或 745 个内部对照中不存在。

.0003 伴有或不伴有免疫缺陷的多聚葡聚糖体肌病 1
RBCK1、4-BP DEL、896AGTG

Nilsson 等人对来自近亲家庭的 2 名患有早发性多聚葡萄糖体肌病但不伴有免疫缺陷的德国同胞(PGBM1; 615895) 进行了研究(2013) 在 RBCK1 基因的外显子 7 中发现了一个纯合 4-bp 缺失(c.896_899delAGTG),导致 RING 结构域中的移码和提前终止(Glu299ValfsTer18)。 Schoser 等人之前曾报道过这些患者(2008),在青少年时期接受了成功的心脏移植。公共数据库中未报告该突变。未进行功能研究。

Krenn 等人在 2 名无关的女性患者中,P1(家族 11)具有土耳其血统,P2(家族 12)具有奥地利血统,PGBM1 具有轻度免疫缺陷(2018) 在 RBCK1 基因中发现了一个纯合缺失(c.896_899del, NM_031229.2),这些作者表示这导致了蛋白质中间结构域的过早终止(Glu299ValfsTer46)。通过外显子组测序发现的该变异在 gnomAD 的 196,632 个等位基因中以杂合状态出现两次。父母均无法参加隔离研究。单倍型分析表明存在创始人效应。尚未对该变体进行功能研究,但作者推测它会导致 RBCK1 缺陷。两名患者均患有早发性扩张型心肌病:患者 1 在 17 岁时死于心力衰竭,而患者 2 在 17 岁时接受了心脏移植,并在 33 岁时存活。两人都有近端肌病的证据,其中患者 2 的情况更为严重。两名患者也有轻度免疫缺陷,有反复感染史和自身炎症体征,但没有明显的免疫学实验室异常。克伦等人(2018)强调心肌病和骨骼肌病是这些患者的主要临床特征。

.0004 不伴有免疫缺陷的多聚葡聚糖肌病 1
RBCK1,ASN387SER

Nilsson 等人在 2 名患有早发性多聚葡萄糖体肌病但不伴有免疫缺陷的成年姐妹中(PGBM1; 615895)(2013) 鉴定了 RBCK1 基因中的复合杂合突变:外显子 9 中的 c.1160A-G 转换,导致 IBR 结构域中的 asn387-to-ser(N387S) 替换,以及外显子中的 c.727G-T 颠换6,产生 glu243-to-ter(E243X;610924.0005) 取代。这些突变是通过全外显子组测序发现并通过桑格测序验证的,与家族中的疾病分开,并且没有在公共数据库中报告。一名患者患有扩张型心肌病,而另一名患者则没有。没有进行变体的功能研究。

.0005 不伴免疫缺陷的多聚葡聚糖肌病
RBCK1、GLU243TER

Nilsson 等人讨论了 RBCK1 基因中的 glu243-to-ter(E243X) 突变,该突变在 2 名患有早发性多聚葡萄糖体肌病(无免疫缺陷)的成年姐妹中以复合杂合状态发现(PGBM1;615895)(2013),参见 610924.0004。

.0006 不伴有免疫缺陷的多聚葡聚糖肌病 1
RBCK1、4-BP INS、727GGCG

Nilsson 等人在患有聚葡萄糖体肌病(PGBM1; 615895) 的患者中(2013) 在 RBCK1 基因的外显子 6 中发现了一个杂合 4-bp 插入(c.727_728insGGCG),导致 1 个等位基因发生移码和提前终止(Glu243GlyfsTer114),以及包含外显子 1- 的 20 号染色体的 32-bp 缺失另一个等位基因上的 RBCK1 基因的 4。 Boisson 等人在 2 个姐妹中发现了同样的 32 bp 缺失(2012)(参见 610294.0001)。患者4岁时出现跑步困难,后来发展为扩张型心肌病。尽管患者患有银屑病和非特异性肉芽肿性疾病,提示可能存在免疫功能紊乱,但免疫学检查并未发现任何功能障碍。未进行功能研究。

.0007 不伴有免疫缺陷的多聚葡聚糖肌病 1
RBCK1、GLN222TER

Wang 等人患有多聚葡萄糖体肌病(PGBM1; 615895) 的兄妹(2013) 鉴定了 RBCK1 基因中的复合杂合突变:外显子 6 中的 90C-T 转换,导致 gln222-to-ter(Q222X) 取代,以及外显子 5 中的 7-bp 插入(68_69insAGGAGCG),导致移码(Glu190fs;610924.0008)。这些突变是通过全基因组测序发现的,并通过桑格测序证实,与家族中的疾病分开。在外显子组变体服务器数据库中未发现 RBCK1 功能丧失变体。未进行功能研究。

.0008 不伴有免疫缺陷的多聚葡聚糖肌病 1
RBCK1、7-BP INS、NT68

讨论 Wang 等人在患有聚葡萄糖体肌病(PGBM1; 615895) 的同胞中以复合杂合状态发现的 RBCK1 基因外显子 5 中的 7-bp 插入(2013),参见 610924.0007。

.0009 伴有免疫缺陷的多聚葡聚糖体肌病 1
RBCK1,1-BP DEL,691C

Phadke 等人在 2 名姐妹(P1 和 P2)中,由近亲孟加拉父母所生,患有多聚葡萄糖体肌病 1 并伴有免疫缺陷(PGBM1;615895)(2020) 在 RBCK1 基因的外显子 6 中发现了纯合 1-bp 缺失(c.691delC),预计会导致蛋白质中间结构域发生移码和提前终止(Gln231SerfsTer45)。通过全基因组测序发现的突变。未检查父母 DNA。尚未进行该变体的功能研究和患者细胞的研究,但预计会导致 RBCK1 缺陷。患者分别在 7 岁时和 22 岁时患有扩张型心肌病,需要进行心脏移植。两人还患有进行性肌无力、反复感染和一些自身炎症的肌病,这与免疫缺陷或免疫失调相一致。 P1 去世时年仅 28 岁。

.0010 不伴有免疫缺陷的多聚葡聚糖肌病 1
RBCK1、GLN267TER

Phadke 等人在一名 16 岁男孩(P3) 中死于多聚葡萄糖体肌病 1(PGBM1;615895)导致的心肌病(2020) 鉴定了 RBCK1 基因中的复合杂合突变:外显子 7 中的 c.799C-T 转换,导致中间结构域中的 gln267-to-ter(Q267X) 替换,以及 5 bp 缺失(c.1)。 1522_1526del; 610924.0011) 位于外显子 12 中,预计会导致 C 端结构域中的移码和提前终止(Asn508ProfsTer4)。每个突变都是从未受影响的父母遗传的。尚未对这些变异进行功能研究,但预计它们会导致 RBCK1 缺陷。

.0011 不伴有免疫缺陷的多聚葡聚糖肌病 1
RBCK1、5-BP DEL、NT1522

用于讨论 RBCK1 基因外显子 12 中的 5-bp 缺失(c.1522_1526del),预计会导致移码和提前终止(Asn508ProfsTer4),该缺失在聚葡萄糖体肌病 1 患者的复合杂合状态中发现(PGBM1;615895),Phadke 等人(2020),参见 610924.0010。

.0012 不伴有免疫缺陷的多聚葡聚糖肌病 1
RBCK1,1-BP DUP,817C

Phadke 等人在一名 33 岁男性(P4) 中死于多聚葡萄糖体肌病 1(PGBM1;615895)导致的心肌病(2020) 鉴定了 RBCK1 基因中的复合杂合突变:外显子 7 中的 1 bp 重复(c.817dupC),预计会导致中间域中的移码和提前终止(Leu273ProfsTer27),以及 1 bp 缺失(c.1465delA; 610924.0013) 位于外显子 12 中,预计会导致 C 末端移码和提前终止(Thr489ProfsTer9)。这些突变是通过直接桑格测序发现的;没有报道家庭隔离研究。尚未对这些变异进行功能研究,但预计它们会导致 RBCK1 缺陷。

.0013 不伴有免疫缺陷的多聚葡聚糖肌病 1
RBCK1,1-BP DEL,1465A

讨论 RBCK1 基因外显子 12 中的 1-bp 缺失(c.1465delA),预计会导致 C 末端移码和过早终止(Thr489ProfsTer9),在一名聚葡聚糖患者中发现处于复合杂合状态Phadke 等人的 1 型体肌病(PGBM1;615895),无免疫缺陷(2020),参见 610924.0012。