突触素; SYP
HGNC 批准的基因符号:SYP
细胞遗传学位置:Xp11.23 基因组坐标(GRCh38):X:49,187,815-49,200,193(来自 NCBI)
▼ 说明
突触素是一种调节突触小泡内吞作用的整合膜蛋白。它是质量最丰富的突触小泡蛋白,约占总囊泡蛋白的 10%(Kwon and Chapman, 2011)。
▼ 克隆与表达
苏德霍夫等人(1987) 提出了人和大鼠突触素的核苷酸和衍生氨基酸序列。推导的人和大鼠蛋白分别含有296个和307个氨基酸,并且都含有4个跨膜结构域。
Kwon 和 Chapman(2011) 指出 SYP 有一个短的 N 端片段,后面是 4 个跨膜结构域和一个长的 C 端尾。 N端和C端尾均位于突触小泡的细胞质表面,且C端尾被磷酸化。 SYP 的 2 个囊泡内环含有二硫键,第一个环具有 N-糖基化位点。
▼ 基因结构
厄兹塞利克等人(1990) 得出结论,SYP 基因有 7 个外显子,分布在约 20 kb 上。
▼ 测绘
通过使用 CEPH 家族进行连锁分析,Ozcelik 等人(1990) 将 SYP 基因座对应到 Xp11.23-p11.22。 X 染色体上的基因区域化也是用仓鼠/人类杂交细胞完成的,其中存在人类 X 染色体的各个部分。使用 SYP 的 RFLP,Ozcelik 等人(1990) 得出结论,SYP 位于 TIMP 和 DXS14 之间。厄兹塞利克等人(1990) 通过研究小鼠和仓鼠或大鼠之间的体细胞杂交细胞,将 Syp 基因定位到小鼠的 X 染色体上,并通过研究含有重排的小鼠 X 染色体的杂交细胞进行区域化。
克雷明等人(1993) 发现 SYP 和 TFE3 基因(314310) 与 Wiskott-Aldrich 综合征基因(301000) 密切相关。
▼ 分子遗传学
塔佩等人(2009) 对 208 个 X 连锁智力发育障碍家族的 X 染色体编码外显子进行了测序。他们在 SYP 基因(313475.0001-313475.0004) 中发现了 4 个孤立突变,这些突变与受影响的家庭成员中的表型(XLID96; 300802) 精确分离,并且在任何未受影响的家庭成员中未检测到。除了 X 连锁智力发育障碍外,一些受影响的家庭成员还患有癫痫。
▼ 动物模型
McMahon 等人利用基因靶向技术(1996) 破坏了小鼠 Syp 基因。突变小鼠能够存活并具有生育能力,大脑中没有检测到任何变化。作者得出结论,Syp 作为主要的突触小泡膜蛋白之一,对于突触传递并不是必需的。他们假设 Syp 的功能要么是多余的,要么具有在所用测定中不明显的更微妙的功能。
詹兹等人(1999) 生成了缺乏 Syngr1(603925) 的小鼠,并将它们培育成 McMahon 等人生成的 Syp 敲除小鼠(1996) 创建了 Syp 和 Syngr1 缺陷的双敲除小鼠。 Syngr1/Syp 双敲除小鼠的短期和长期突触可塑性严重降低。
Kwon 和 Chapman(2011) 通过对培养的野生型和 Syp -/- 小鼠海马神经元进行光学成像和电生理学实验,发现 Syp 是突触小泡有效内吞所必需的。 Syp -/- 神经元的缺陷在快速和持续的刺激后最为明显。 Syp -/- 神经元的电压钳实验显示,在持续活动期间突触明显抑制,并且回收囊泡池在耗尽后恢复较慢。 Syp -/- 神经元的神经递质释放概率、突触后反应和短期突触可塑性似乎正常。 Syp -/- 神经元中 C 末端截短的 Syp 的表达挽救了活动后恢复期间发生的内吞作用,但不能挽救活动期间发生的内吞作用。 Kwon 和 Chapman(2011) 得出结论,Syp 有 2 个结构元件在刺激期间和刺激后调节囊泡恢复。
▼ 等位基因变异体(4 个选定示例):
.0001 智力发育障碍,X 连锁 96
SYP,1-BP INS,274A
Tarpey 等人在一个分离出 X 连锁智力发育障碍 96(XLID96; 300802) 的家族中(2009) 在 SYP 基因的核苷酸 274 处发现了 1 个碱基对插入,导致移码和提前终止(Thr92fsTer45)。在 272 条对照染色体中没有发现这种突变,在未受影响的家庭成员中也没有发现这种突变。
.0002 智力发育障碍,X 连锁 96
SYP、2-BP DEL/INS
Tarpey 等人在 3 代谱系中分离出 X 连锁智力发育障碍 96(XLID96;300802)(2009) 发现 SYP 基因中的 2-bp 替换导致蛋白质过早终止(177_178CA-GT、N59_K60-KX)。
.0003 智力发育障碍,X 连锁 96
SYP、4-BP DEL、829GACT
Tarpey 等人在一个分离出 X 连锁智力发育障碍 96(XLID96; 300802) 的家族中(2009) 鉴定出 SYP 基因中从第 829 个核苷酸开始的 4 bp 缺失,导致移码和蛋白质过早终止(Asp277fsTer59)。
.0004 智力发育障碍,X 连锁 96
SYP、GLY217ARG
Tarpey 等人在一个大型 4 代谱系中分离出 X 连锁智力发育障碍 96(XLID96;300802)(2009) 鉴定了 SYP 基因第 649 位核苷酸处的 G 到 C 的颠换,导致密码子 217(G217R) 处发生甘氨酸到精氨酸的取代。该突变与表型分离,并且在任何未受影响的男性家庭成员中均未检测到。除了 X 连锁智力低下外,一些受影响的个体还表现出癫痫。