快速激酶结构域 2; FASTKD2

含快速激酶结构域的蛋白质 2
KIAA0971

HGNC 批准的基因符号：FASTKD2

细胞遗传学位置：2q33.3 基因组坐标（GRCh38）：2:206,765,606-206,796,189（来自 NCBI）

▼ 说明

FASTKD2 基因编码一种定位于线粒体内膜的蛋白质。它包含一个 FAS 激活的丝氨酸/苏氨酸激酶结构域、2 个跨膜结构域和一个 RNA 结合结构域，表明在线粒体 RNA（mtRNA）加工、稳定性和翻译中发挥作用（Yoo 等人，2017 年和 Wei 等人总结）等，2020）。

▼ 克隆与表达

Nagase 等人通过对从大小分级的脑 cDNA 文库中获得的克隆进行测序（1999）克隆了 FASTKD2，他们将其命名为 KIAA0971。推导的 648 个氨基酸蛋白与细胞周期进展 2 蛋白（TBRG4; 611325）具有显着相似性。 RT-PCR ELISA 在所有成人和胎儿组织以及所检查的特定成人大脑区域中检测到中等程度的 FASTKD2 表达。

西马罗等人（2010）报道称，推导的 710 个氨基酸的人 FASTKD2 蛋白在 N 末端具有线粒体靶向信号，在 C 末端具有 2 个 FAST 结构域和一个 RAP 结构域（预计可结合 RNA）。定性 RT-PCR 在所有检查的人类和小鼠组织中检测到可变的 FASTKD2 表达。在人体组织中，骨骼肌、心脏和甲状腺中检测到最高的 FASTKD2 表达。在小鼠组织中，骨骼肌、心脏和睾丸中检测到最高的 Fastkd2 表达。荧光标记的 FASTKD2 与转染细胞中的线粒体标记共定位。

▼ 基因结构

盖齐等人（2008）确定FASTKD2基因包含12个外显子。

▼ 测绘

通过辐射杂交分析，Nagase 等人（1999）将 FASTKD2 基因定位到 2 号染色体。

通过连锁分析，Ghezzi 等人（2008）将 FASTKD2 基因定位到染色体 2q31-q36。

Gross（2017）根据 FASTKD2 序列（GenBank BC001544）与基因组序列（GRCh38）的比对，将 FASTKD2 基因对应到染色体 2q33.3。

▼ 基因功能

盖齐等人（2008）报道 KIAA0971 的开放解读码组预测包含 Fas 激活的丝氨酸-苏氨酸（FAST）激酶结构域的氨基酸序列，因此，编码的蛋白质被称为 FASTKD2，即“FAST 激酶结构域蛋白” -2。'人 FASTKD2 N 末端在 +1 和 +17 位含有 2 个潜在的翻译起始蛋氨酸残基；在所有存在 FASTKD2 的非人类物种中，M1 以及 M1 和 K16 之间的序列都不存在。 Ghezzi 等人建议与其他物种进行比较（2008）真正的 FASTKD2 蛋白从第二个起始密码子开始。 FASTKD2 由从 M17 开始的 694 个氨基酸残基组成，而不是潜在可翻译的 710 个残基。残基 M52 和 Q53 之间存在潜在的切割位点，预测来自 FASTKD2 前体的成熟导入蛋白由 642 个氨基酸组成，分子量为 73 kD。免疫荧光测定表明 FASTKD2 蛋白被导入线粒体内膜。小鼠组织的 PCR 显示 Fastkd2 广泛表达，在骨骼肌中表达最为强烈。在十字孢菌素诱导的细胞凋亡实验中，与对照成纤维细胞相比，在处理的突变体中检测到核碎片减少，这表明 FASTKD2 在调节线粒体细胞凋亡中具有特定作用。

▼ 分子遗传学

Ghezzi 等人在 2 名同胞中，由近亲贝都因父母所生，患有联合氧化磷酸化缺陷 44（COXPD44；618855）（2008）鉴定了 FASTKD2 基因中的纯合无义突变（R416X; 612322.0001）。通过连锁分析和候选基因测序发现的突变与该家族中的疾病分离。预计该突变会导致提前终止，并丢失 2 个跨膜结构域和 FAST 激酶结构域，从而导致功能丧失。没有对该变体进行功能研究。

Yoo 等人在一名患有轻度 COXPD44 的 33 岁韩国男性中进行了研究（2017）鉴定了 FASTKD2 基因中的复合杂合突变：无义突变（R205X; 612322.0002）和错义突变（L255P; 612322.0003）。这些突变是通过对一组涉及线粒体功能的基因进行靶向测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。未对该变异进行功能研究，但患者骨骼肌活检中 COX 免疫染色正常。未进行肌肉匀浆研究。

Wei 等人在 3 名患有 COXPD44 的无亲属关系的中国儿童中进行了研究（2020）鉴定了 FASTKD2 基因（612322.0004-612322.0006）中的纯合或复合杂合无义或移码突变。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。预计所有突变都会导致缺乏 C 端 RNA 结合结构域的截短蛋白质。对 2 名患者的永生化淋巴细胞的分析显示，几乎检测不到 FASTKD2 蛋白，并且线粒体核糖体 16S 亚基（MTRNR2；561010）的 mRNA 水平显着降低（比对照低 30-40%）。使用特异性抗体对患者细胞进行免疫印迹表明线粒体复合物 I（GRIM19、NDUFA13；609435）、复合物 III（UQCRC2；191329）、复合物 IV（COX4I1；123864）和复合物 V（ATP5A；164360）的联合缺陷；复合物 II（SDHA；600857）水平正常。对患者细胞的体外研究还显示，与对照组相比，基础细胞呼吸和线粒体 OXPHOS 耦合呼吸减少，表现为 ATP 产生急剧减少和细胞外乳酸增加。突变在 FASTKD2 缺失的 HEK293 细胞中的表达无法挽救组合的 OXPHOS 缺陷，表明这些蛋白质没有功能。人类肌肉细胞中 FASTKD2 的敲低会损害多个 OXPHOS 复合物的组装，但不影响核编码的复合物 II。总体而言，结果表明 FASTKD2 会导致线粒体 RNA 翻译缺陷。

▼ 动物模型

魏等人（2020）发现斑马鱼中 fastkd2 的敲低会导致 OXPHOS 功能障碍并增加致死率。与对照组相比，突变动物的心率也降低，对触摸的敏感性增加，这表明心脏和神经功能存在组织特异性缺陷。

▼ 等位基因变异体（6 个精选示例）：

.0001 联合氧化磷酸化缺陷 44
FASTKD2、ARG416TER

Ghezzi 等人在 2 名同胞中，由近亲贝都因父母所生，患有联合氧化磷酸化缺陷 44（COXPD44；618855）（2008）在 FASTKD2 基因的外显子 7 中鉴定出纯合 c.1246C-T 转换（c.1246C-T, NM_014929），导致第一个跨膜结构域中的 arg416 到 ter（R416X）取代。通过连锁分析和候选基因测序发现的突变与该家族中的疾病分离。在 240 个对照等位基因中未发现它。预计该突变会导致提前终止，并丢失 2 个跨膜结构域和 FAST 激酶结构域，从而导致功能丧失。未进行变体的功能研究和患者细胞中的变体研究。

.0002 联合氧化磷酸化缺陷 44
FASTKD2，ARG205TER（rs758094541）

Yoo 等人在一名患有联合氧化磷酸化缺陷 44（COXPD44; 618855）的 33 岁韩国男性中进行了研究（2017）鉴定了 FASTKD2 基因中的复合杂合突变：c.613C-T 转换（c.613C-T，NM_014929.3），导致 arg205 到 ter（R205X）取代，以及 c.764T- C 转变，导致 leu255 到 pro（L255P；612322.0003）的取代；两种取代均发生在高度保守的残基处。这些突变是通过对一组涉及线粒体功能的基因进行靶向测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。 R205X变种在dbSNP（build 144）数据库中很少有报道，在ExAC数据库中频率小于0.001； L255P 不存在于 dbSNP（版本 144）、1000 基因组计划、外显子组测序计划或 ExAC 数据库中。在 302 个韩国外显子组或 500 个对照中均未观察到这两种变异。未进行变体的功能研究和患者细胞中的变体研究，但患者骨骼肌活检中 COX 的免疫染色正常。该患者患有相对较轻的疾病，在 15 岁时出现症状。

.0003 联合氧化磷酸化缺陷 44
FASTKD2、LEU255PRO

讨论 FASTKD2 基因中的 c.764T-C 转变（c.764T-C，NM_014929.3），导致 leu255 到 pro（L255P）取代，该取代在患有以下疾病的患者中以复合杂合状态发现： Yoo 等人的联合氧化磷酸化缺陷 44（COXPD44；618855）（2017），参见 612322.0002。

.0004 联合氧化磷酸化缺陷 44
FASTKD2、ARG290TER

Wei 等人在一名合并氧化磷酸化缺陷 44（COXPD44; 618855）的中国患者（患者 2）中进行了研究（2020）在 FASTKD2 基因中鉴定出纯合 c.868C-T 转换（c.868C-T, NM_014929.3），导致 arg290 到 ter（R290X）取代。一名患有该疾病的无关中国患者（患者 3）被发现为 R290X 复合杂合子和 1-bp 缺失（c.1859delT；612322.0005），导致移码和提前终止（Ser621LeufsTer14）。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，在两个家族中都与疾病分离。在gnomAD数据库中没有发现移码突变，而R290X仅以杂合状态（30,950个等位基因中有1个）以低频率（3.2 x 10（-5））存在。对 2 号患者的淋巴细胞进行蛋白质印迹分析，结果显示 FASTKD2 蛋白水平无法检测到。

.0005 联合氧化磷酸化缺陷 44
FASTKD2，1-BP DEL，1859T

讨论 FASTKD2 基因中的 1 bp 缺失（c.1859delT、NM_014929.3），导致移码和提前终止（Ser621LeufsTer14），该现象在合并氧化磷酸化缺陷的患者中以复合杂合状态被发现 44（COXPD44；618855），作者：Wei 等人（2020），参见 612322.0004。

.0006 联合氧化磷酸化缺陷 44
FASTKD2、11-BP INS、NT808

Wei 等人在一名合并氧化磷酸化缺陷 44（COXPD44; 618855）的中国患者（患者 1）中进行了研究（2020）在 FASTKD2 基因中发现了一个纯合 11 bp 插入（c.808_809ins11, NM_014929.3），导致移码和提前终止（Leu270fsTer11）。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。它不存在于 gnomAD 数据库中。对患者淋巴细胞进行蛋白质印迹分析，结果显示 FASTKD2 蛋白水平无法检测到。