棕榈酰蛋白硫酯酶 2； PPT2

G14

HGNC 批准的基因符号：PPT2

细胞遗传学位置：6p21.32 基因组坐标（GRCh38）：6:32,153,528-32,163,675（来自 NCBI）

▼ 说明

棕榈酰蛋白硫酯酶-1（PPT1; 600722）是一种溶酶体酶，对脂肪酸硫酯（包括棕榈酰辅酶 A）和脂肪酸修饰蛋白（如 HRAS（190020））具有硫酯酶活性。 PPT1 突变会导致婴儿型神经元蜡样质脂褐质沉积症（CLN2；参见 256730）。 PPT2 与 PPT1 具有显着的结构相似性，但 PPT2 底物结合凹槽的显着差异限制了 PPT2 从大底物（例如棕榈酰半胱氨酸或棕榈酰化蛋白质）释放酰基链的能力。相反，PPT2 水解长链和短链脂肪酰基 CoA 底物，而 PPT1 的脂肪酰基链长度范围更受限制（Calero 等人，2003）。

▼ 克隆与表达

通过搜索 PPT1 同源物的序列数据库，Soyombo 和 Hofmann（1997）鉴定了编码 PPT2 的 cDNA。推导的 PPT2 蛋白含有 302 个氨基酸，包括 27 个氨基酸的前导肽、许多硫酯酶和脂肪酶的序列基序特征以及 5 个潜在的 N 连接糖基化位点。 PPT2 与 PPT1 有 18% 的氨基酸同一性。 Northern 印迹分析在所检查的人体组织中检测到主要的 2.0-kb PPT2 转录本，其中在骨骼肌中表达最高；还观察到不同数量的 2.8-和 7.0-kb 转录本。对哺乳动物细胞中表达的重组 PPT2 进行免疫印迹分析，结果显示 6 个 PPT2 蛋白的大小范围为 31 至 42 kD。去除天冬酰胺连接的寡糖的处理产生了 31 kD 的单一主要蛋白质和 33 kD 的次要蛋白质。

索永博等人（1999）确定较小的 2.8-kb mRNA 是一个选择性剪接的转录物，它跳过 PPT2 基因的外显子 9，并包含编码假定的潜在转化生长因子-β-结合蛋白（LTBP）同源物 N 末端的序列。该变体总共包含 18 个外显子，并且没有酶活性。在大多数组织中检测到的较小的 7.0-kb mRNA 种类包含 PPT2 和 LTBP 同源物的序列。

Aguado 和 Campbell（1999）使用 MHC III 类区域克隆来探测 U937 单核细胞瘤细胞系 cDNA 文库，克隆了 PPT2，并将其命名为 G14。推导的 302 个氨基酸蛋白包含一个具有脂肪酶基序的催化 N 端结构域和一个具有细胞因子受体超家族基序的非催化 C 端结构域。人类细胞系的 Northern 印迹分析揭示了大约 1.8 和 2 kb 的 G14 转录物的普遍存在但可变的表达。对相同细胞系的 RT-PCR 分析表明存在 5 种可能的剪接变体。免疫沉淀分析显示主要蛋白质的表观分子质量为 42 kD。表观分子量为 34 和 36 kD 的蛋白质被分泌到 G14 感染的昆虫细胞的培养基中。

▼ 基因结构

索永博等人（1999）确定PPT2基因含有9个外显子，跨度约10kb，并且在不同组织中从至少2个启动子转录。两个启动子均缺少 TATA 框，但富含 GC，并包含 SP1（189906）、AP1（165160）和 AP2（107580）的多个识别位点。外显子1a的上游有一个MAZ位点，该位点可能参与紧密间隔基因的有效终止。与人类 PPT2 启动子相反，小鼠 Ppt2 启动子包含 TATA 框。

▼ 测绘

通过 FISH，Soyombo 等人（1999）将 PPT2 基因定位到染色体 6p21.3。

▼ 基因功能

Soyombo 和 Hofmann（1997）证明重组 PPT2 与 PPT1 一样，具有硫酯酶活性并定位于溶酶体。由于 PPT2 无法替代 PPT1 来纠正 CLN2 细胞中的代谢缺陷，并且无法从常规用作 PPT1 底物的棕榈酰化蛋白中去除棕榈酸酯基团，Soyombo 和 Hofmann（1997）表明 PPT2 具有与 PPT1 不同的底物特异性。

Aguado 和 Campbell（1999）发现昆虫细胞中表达的重组 G14 对几种酰基辅酶 A 底物具有活性，优先选择 14、16 和 18 个碳的酰基链的饱和形式以及 20 或 22 个碳的酰基链的不饱和形式。大多数 G14 活性被分泌到 G14 感染的昆虫细胞的培养基中。 Aguado 和 Campbell（1999）无法证明 G14 硫酯酶对 S-酰化蛋白具有活性。他们指出，他们的测定无法区分酯酶和脂肪酶活性，并建议将 G14 酶称为 MHC III 类 S-硫酯酶。

Calero 等人使用几种棕榈酰化底物（2003）发现PPT1和PPT2都可以水解线性分子，例如S-棕榈酰-CoA或S-棕榈酰-N-乙酰半胱胺，但只有PPT1可以水解具有大头基的底物，例如S-棕榈酰-HRAS。 PPT1和PPT2对具有14至18个碳的长链脂肪酰辅酶A具有相似的活性，但PPT2对具有10个或更少碳或18个或更多碳的链长的脂质具有显着更高的硫酯酶活性。

▼ 生化特征

卡莱罗等人（2003）以 2.7 埃分辨率展示了 PPT2 的晶体结构。 PPT2 的 α-β 水解酶折叠包括催化三联体 ser111、his283 和 asp228。脂质结合袋由一系列被盖子覆盖的小 α 螺旋组成。分子内二硫键可稳定水解酶核心和底物结合袋的底部。卡莱罗等人（2003）发现，虽然PPT1和PPT2只有18%的氨基酸同一性，但它们的3维结构相似。然而，PPT1 的底物结合凹槽明显大于 PPT2。

▼ 动物模型

古普塔等人（2001）对 Ppt1 和 Ppt2 基因进行工程破坏，以产生缺乏任何一种酶的基因敲除小鼠。两个品系的小鼠均能存活并具有生育能力；然而，这两个品系分别在中位年龄 21 周和 29 周时出现痉挛（一种“紧握”表型）。 Ppt1 基因敲除小鼠的运动异常进展，导致 10 个月大时死亡。相比之下，大多数 Ppt2 小鼠在 12 个月时仍存活。 Ppt1 小鼠的肌阵挛性抽搐和癫痫发作很明显。自发荧光存储材料在两种小鼠的大脑中都很引人注目。神经元丢失和细胞凋亡在 Ppt1 缺陷的大脑中尤为突出。这些研究提供了婴儿神经元蜡样质脂褐质沉积症的小鼠模型，并进一步表明 PPT2 在大脑中发挥着 PPT1 所没有的作用。

古普塔等人（2003）发现所有 Ppt2 缺陷小鼠在 15 个月大时都表现出神经退行性表型，伴有痉挛和共济失调以及神经元外特征。骨髓被自发荧光巨噬细胞和多核巨细胞浸润，但巨噬细胞不具有通常与溶酶体贮积病相关的泡沫细胞的典型外观。 Ppt2缺陷小鼠表现出由髓外造血引起的明显脾肿大，并且由于外分泌细胞而非胰岛细胞中大量储存脂褐质色素，突变的胰腺变色。存储材料由多层膜轮廓或“斑马体”组成。