SprT 样 N 端结构域蛋白； SPRTN

N 端的类似 SprT 的域
SPARTAN
DNA 损伤靶向 VCP 转换因子 C1ORF124； DVC1
1 号染色体开放解读码组 124； C1ORF124

HGNC 批准的基因符号：SPRTN

细胞遗传学位置：1q42.2 基因组坐标（GRCh38）：1:231,338,293-231,355,023（来自 NCBI）

▼ 说明

受损 DNA 的复制后修复涉及跨损伤合成（TLS）或通过模板切换避免损伤。 SPRTN 是 TLS 的关键调节因子，被招募到 DNA 损伤位点。它在 TLS 的多个步骤中发挥作用，并促进在停滞的复制叉处从复制 DNA 聚合酶转换为 TLS 聚合酶，以绕过 DNA 损伤（Ghosal 等人总结，2012）。

▼ 克隆与表达

Centore 等人通过在数据库中搜索编码 PCNA（176740）相互作用肽（PIP）框和泛素结合域的序列（2012）鉴定出人类 SPRTN。推导的 489 个氨基酸蛋白具有 N 端 SprT 样结构域、中央 PIP 框和 C 端泛素结合锌指（UBZ）结构域。

莫斯贝赫等人（2012）在 SPRTN 的 SprT 样结构域和 PIP 框之间识别出一个保守的 SHP 框，他们将其称为 DVC1。 DVC1 主要在人类 U2OS 细胞的细胞周期 S 期和 G2 期表达。

戴维斯等人（2012）指出DVC1的SprT样结构域具有在原核金属肽酶SprT中发现的特征性HExxH金属肽酶基序。

▼ 测绘

Hartz（2014）根据 SPRTN 序列（GenBank AL512744）与基因组序列（GRCh38）的比对，将 SPRTN 基因对应到染色体 1q42.2。

▼ 基因功能

森托雷等人（2012）发现 SPRTN 定位于人类 U2OS 细胞中紫外线（UV）光诱导损伤的部位。 SPRTN 被泛素化的 PCNA 招募到紫外线诱导的 DNA 损伤位点。反过来，SPRTN 是 PCNA 泛素化 E3 连接酶 RAD18（605256）和 TLS 聚合酶 eta（POLH; 603968）与 DNA 损伤位点的有效关联以及抵抗紫外线诱导的 DNA 损伤所必需的。 SPRTN 似乎并没有通过核苷酸切除修复来促进 DNA 修复。突变分析显示，SPRTN 的 PIP 框与未修饰的 PCNA 相互作用，并且 SPRTN 的 UBZ 框识别泛素链。 SPRTN 本身通过 lys48 和 lys63 连接的泛素链进行泛素化，而泛素化需要 SPRTN 的 UBZ 结构域。通过小干扰 RNA 敲低 SPRTN 会增加细胞对紫外线诱导的 DNA 损伤的敏感性。

Mosbech 等人孤立地（2012）和戴维斯等人（2012）发现 DVC1 与 PCNA 共定位于人类细胞系的 DNA 损伤位点，并招募泛素选择性伴侣 p97（VCP; 601023）来阻止复制叉。 DVC1通过其PIP框直接结合PCNA，并通过其SHP框结合VCP。 DVC1 与 PCNA 的相互作用不需要 PCNA 泛素化。 DVC1 的敲除抑制了 VCP 向 DNA 损伤位点的募集，并延迟了这些位点上 POLH 的去除，从而增强了复制压力和诱变率。莫斯贝赫等人（2012）和戴维斯等人（2012）假设 DVC1 有助于从单泛素化 PCNA 中去除 POLH，以防止过度的 TLS 并限制突变的发生率。 Davis 等人使用蛋白质相互作用测定（2012）发现 DVC1 与 HEK293 细胞中与 UFD1（UFD1L; 601754）和 NPL4（NPLOC4; 606590）复合的 VCP 池相互作用。 DVC1 似乎与其他 VCP 辅助因子没有关联。

戈萨尔等人（2012）发现 C1ORF124 在人类细胞系中紫外线诱导的 DNA 损伤位点与未修饰和单泛素化的 PCNA 共定位并相互作用。 C1ORF124 介导的抗紫外线辐射需要其与 VCP 相互作用。戈萨尔等人（2012）发现 C1ORF124 在正常条件下结合复制 DNA 聚合酶调节亚基 POLD3（611415）及其相互作用伴侣 PDIP1（611265），但在紫外线损伤时它优先与 POLH 结合。他们得出的结论是，在紫外线引起的损伤后，C1ORF124 可能直接参与复制聚合酶向 TLS 聚合酶的转换。

尤哈斯等人（2012）发现 SPRTN 与泛素修饰的 PCNA 优先结合可以保护 PCNA 免受 USP1 的去泛素化（603478），并促进 POLH 进入复制叉。

聚合酶 zeta 由 REV7（MAD2L2; 604094）和催化亚基 REV3（REV3L; 602776）组成，可在 TLS 过程中充当错误配对引物的延伸聚合酶。金等人（2013）发现 POLD3 在 HEK293A 细胞中与 REV1（REV1L; 606134）和聚合酶 zeta 形成复合物，并且 SPRTN 通过其 SprT 样结构域直接与 POLD3 相互作用。 SPRTN 的耗尽使得 POLD3、REV1 和聚合酶 zeta 之间形成复合物，从而导致紫外线诱导的诱变增强。 SPRTN、REV1 或聚合酶 zeta 的敲低可减少紫外线诱导的突变。 HExxH SprT 样金属蛋白酶基序内预测的催化谷氨酸突变消除了 SPRTN 在紫外线诱导的 DNA 损伤中的保护功能。

莱塞尔等人（2014）用 2 个孤立的针对 SPRTN 的 siRNA 处理 U2OS 细胞，观察到与对照相比，SPRTN 耗尽的细胞中停滞的叉、新发射的起点和 S 期双链断裂的数量显着增加，这与作用一致用于一般 DNA 复制中的 SPRTN。 DNA 聚合酶 eta（POLH; 603968）的耗尽并不能补充 DNA 复制表型，表明 DNA 聚合酶 eta 不是主要底物。

▼ 分子遗传学

在来自 2 个不相关家庭的 3 名患有 Ruijs-Aalfs 综合征（RJALS; 616200）的受影响个体中，Lessel 等人（2014）分别鉴定了 SPRTN 基因中 1 bp 缺失（616086.0001）的纯合性以及剪接位点突变（616086.0002）和错义突变（Y117C; 616086.0003）的复合杂合性。截短突变导致功能重要的 C 端结构域的丢失，包括泛素分离酶 p97（VCP）相互作用基序（SHP）、增殖细胞核抗原相互作用框（PIP）和泛素结合结构域。 UBZ4）。与对照组相比，患者成纤维细胞表现出 DNA 复制应激的特征，包括复制叉较短和双链断裂数量增加；野生型 SPRTN 的转染几乎完全纠正了这些缺陷并恢复了细胞增殖。此外，患者细胞对复制相关的基因毒性剂过敏，但对电离辐射不过敏，这与严重的 G2/M 检查点缺陷一致。莱塞尔等人（2014）得出结论，SPRTN 在一般 DNA 复制过程中预防 DNA 复制应激以及复制相关的 G2/M 检查点调节中发挥着重要作用。

▼ 动物模型

在通过吗啉介导的下调来沉默 sprtn 的斑马鱼中，Lessel 等人（2014）观察到癌症生物标志物 H2AFX（601772）的病灶大幅增加。在较高剂量的吗啡啉下，胚胎表现出表型正常发育，直到受精后 6 小时（hpf）的屏蔽阶段，此时母体基因产物被降解。 10 hpf 时，胚胎表现出早期死亡或发育延迟长达 4 小时。莱塞尔等人（2014）指出，这种生长迟缓表型与在 SPRTN 缺陷的人成纤维细胞中观察到的增殖缺陷以及在患者中观察到的相对生长缺陷相一致。共注射野生型人 SPRTN mRNA 可部分挽救生长迟缓表型，但不能通过等摩尔量的含有已识别突变的突变 mRNA（616086.0001-616086.0003）来挽救。

▼ 等位基因变异体（3 个选定示例）：

.0001 RUIJS-AALFS 综合征
SPRTN、1-BP DEL、721A

一名摩洛哥裔男孩患有 Ruijs-Aalfs 综合征（RJALS; 616200），最初由 Ruijs 等人描述（2003），莱塞尔等人（2014）鉴定出 SPRTN 基因外显子 5 中 1 bp 缺失（c.721delA）的纯合性，导致预计会导致提前终止的移码（Lys241AsnfsTer8）。他未受影响的父母和妹妹都是杂合子缺失，在 dbSNP（版本 137）或 1000 基因组计划数据库中未发现这种情况。肝肿瘤活检染色显示 SPRTN C 末端部分缺失，证实了突变蛋白的截短。 MKI67（176741）染色表明与健康肝脏或特发性肝细胞癌细胞相比具有较高的增殖指数，表明肿瘤具有相对侵袭性。

.0002 RUIJS-AALFS 综合症
SPRTN、IVS4、4-BP DEL、+2AGGT

在来自欧洲血统的非近亲澳大利亚家庭的 2 个兄弟中，患有 RJALS（616200），Lessel 等人（2014）鉴定了 SPRTN 基因内含子 4 中 4 bp 缺失（c.717_718+2delAGGT）和外显子 3 中 c.350A-G 转变的复合杂合性，导致 tyr117 到 cys（Y117C； 616086.0003）被推定的锌金属蛋白酶 SprT 结构域内的取代。 cDNA 的 RT-PCR 分析表明，剪接位点突变主要导致内含子包含，诱导提前终止密码子（Lys239LysfsTer7）；一小部分 cDNA 表现出外显子 4 的跳跃，也导致过早终止（Val151IlefsTer10）。未受影响的父亲和2个未受影响的姐妹是剪接位点突变的杂合子，而未受影响的母亲是错义突变的杂合子； dbSNP（版本 137）或 1000 基因组计划数据库中均未发现这两种突变。与对照组相比，患者成纤维细胞表现出 DNA 复制应激的特征，包括复制叉较短和双链断裂数量增加；野生型 SPRTN 的转染几乎完全纠正了这些缺陷并恢复了细胞增殖。此外，患者细胞对复制相关的基因毒性剂过敏，但对电离辐射不过敏，这与严重的 G2/M 检查点缺陷一致。在通过 siRNA 耗尽 SPRTN 的 U2OS 或 HEK293 细胞中，含有剪接位点突变的 SPRTN 的表达恢复了 DNA 复制叉的进展，尽管程度低于野生型 SPRTN；然而，异位表达 Y117C 突变体的细胞完全无法恢复 DNA 复制叉进程，这表明 SprT 结构域在一般 DNA 复制中的重要作用。表达其中一种或两种突变的细胞在暴露于紫外线辐射或基因毒性剂喜树碱（CPT）后，G2/M 检查点的激活同样存在缺陷，这表明 SprT 结构域和 SPRTN C 端部分的共同功能G2/M 检查点反应的调节。

.0003 RUIJS-AALFS 综合症
SPRTN、TYR117CYS

讨论 Lessel 等人在 2 位患有 Ruijs-Aalfs 综合征（RJALS; 616200）的兄弟中以复合杂合状态发现的 SPRTN 基因中的 tyr117-to-cys（Y117C）突变（2014），参见 616086.0002。