精子相关抗原 16； SPAG16

PF20

HGNC 批准的基因符号：SPAG16

细胞遗传学位置：2q34 基因组坐标（GRCh38）：2:213,284,464-214,410,501（来自 NCBI）

▼ 说明

纤毛和鞭毛由微管骨架（轴丝）组成，轴丝由基体组织并被质膜包围。 SPAG16 编码 2 个主要蛋白，分别与精子尾部的轴丝和减数分裂后生殖细胞的细胞核相关（Zhang et al., 2007）。

▼ 克隆与表达

Pennarun 等人通过在 EST 数据库中搜索与衣藻 pf20 相似的序列，然后搜索睾丸 cDNA 文库的 5-prime 和 3-prime RACE（2002）克隆SPAG16。 631 个氨基酸的全长蛋白具有 5 个 C 端 WD 重复序列和一个聚腺苷酸化信号。对人体组织的 Northern 印迹分析检测到 2.4-kb 转录本仅在睾丸中高表达，而 1.4-kb 转录本在睾丸、气管、肝脏、大脑和肾脏中表达较弱。 RT-PCR 证实了 2.4-kb 转录物的睾丸特异性表达和 1.4-kb 转录物的普遍表达。 RT-PCR 还揭示了另外 2 个分别缺失外显子 12 和外显子 4 的剪接变体。

使用小鼠 Spag16 作为探针，Zhang 等人（2002） 从睾丸 cDNA 文库中孤立克隆了 SPAG16。推导的 639 个氨基酸的小鼠蛋白包含一个卷曲螺旋区域，后面跟着最多 7 个连续的 WD 重复序列。 Northern 印迹分析仅在小鼠和人类睾丸中检测到 1.4 和 2.5 kb 的转录本。在人类睾丸中也检测到了 1-kb 的转录本。序列分析显示，较长的小鼠转录物包括所有编码外显子，而较短的转录物（似乎来自替代转录起始位点）仅包含 5-prime 外显子。预计较短的转录物编码仅包含 WD 重复序列的蛋白质。免疫电镜显示 Spag16 定位于小鼠精子的轴丝中央装置。荧光标记的 Spag16 在中国仓鼠卵巢细胞的聚合微管子集中积累，并与 Spag6（605730） 共定位。

通过蛋白质印迹分析，Zhang 等人（2004） 发现小鼠 Spag16 表达为两种主要蛋白质，表观分子质量分别为 71 和 35 kD。两者的 C 末端都包含连续的 WD 重复序列。 71 kD 的蛋白质被整合到精子尾部的中央装置中，而 35 kD 的蛋白质则在减数分裂后的雄性生殖细胞中积累，并且在细胞核中含量丰富。

通过人睾丸 cDNA 的 5-prime RACE，Zhang 等人（2007） 克隆了小鼠 Spag16 的短形式的人类同源物，他们将其命名为 SPAG16S。全长形式被指定为SPAG16L。正常人精子的蛋白质印迹分析检测到表观分子质量为 71 和 35 kD 的主要蛋白质。在人类精子中也检测到了 50 至 71 kD 之间的次要蛋白质，但在小鼠精子中未检测到。

▼ 基因功能

通过酵母 2-杂交分析，Zhang 等人（2002） 证明了小鼠 Spag16 和 Spag6 之间的直接相互作用。 Spag6 缺陷小鼠的精子中 Spag16 蛋白水平降低；然而，Spag16 mRNA 的水平与野生型小鼠相当，表明在没有 Spag6 的情况下，Spag16 蛋白会被降解。

张等人（2004） 表明 35-kD 小鼠 Spag16 蛋白与 Meig1（614174） 结合，Meig1 是一种染色体/染色质结合蛋白，最初在减数分裂期间表达，但在精子发生的后期保留在生殖细胞核中。

张等人（2007） 指出小鼠 Spag16l 对于精子鞭毛运动至关重要，而 Spag16s 似乎是减数分裂后生殖细胞活力所必需的。

威尔逊等人（2009） 证明小鼠 Fu（607652） 在中央配对装置的组装或维护中与中央配对蛋白 Spag16 相互作用。

▼ 基因结构

彭纳伦等人（2002） 确定 SPAG16 基因包含 16 个外显子，跨度至少为 344 kb。张等人（2007） 鉴定了 SPAG16S 转录物利用的非翻译外显子 10a。

▼ 测绘

使用 FISH，Pennarun 等人（2002） 将SPAG16 基因定位到染色体2q34。张等人（2002） 将小鼠 Spag16 基因定位到与人类染色体 2q34 具有同线性同源性的 1 号染色体区域。

▼ 动物模型

张等人（2004） 破坏了小鼠 Pf20 的 WD 重复编码外显子。所有突变小鼠均能存活且未表现出明显异常，然而，携带突变 Pf20 等位基因的雄性小鼠的精子发生受损，精子轴丝结构显着紊乱。突变的 Pf20 等位基因从未遗传，表明 Pf20 单倍体不足导致精子发生缺陷。