烟酰胺核苷酸腺苷酸转移酶 3； NMNAT3

吡啶核苷酸腺苷酸转移酶3； PNAT3

HGNC 批准的基因符号：NMNAT3

细胞遗传学位置：3q23 基因组坐标（GRCh38）：3:139,560,180-139,678,050（来自 NCBI）

▼ 说明

辅酶 NAD 及其衍生物参与数百种代谢氧化还原反应，并用于蛋白质 ADP 核糖基化、组蛋白脱乙酰化和一些 Ca（2+） 信号传导途径。 NMNAT（EC 2.7.7.1） 是 NAD 生物合成中的核心酶，催化烟酰胺单核苷酸（NMN） 或烟酸单核苷酸（NaMN） 与 ATP 的 AMP 部分缩合形成 NAD 或 NaAD（Zhang et al., 2003） 。

▼ 克隆与表达

通过在数据库中搜索与 NMNAT1（608700） 相似的序列，然后对大脑 cDNA 文库进行 PCR，Zhang 等人（2003） 克隆了 NMNAT3，他们将其称为 PNAT3。推导的 252 个氨基酸蛋白质包含标志性腺苷酸转移酶基序。 NMNAT3 与 NMNAT1 具有 50% 的氨基酸同一性，与小鼠 Nmnat3 具有 82% 的氨基酸同一性。 Northern 印迹分析检测到 1.1 kb 转录物在肺和脾中高水平表达，而在胎盘和肾中低水平表达。在所检查的任何其他正常组织或所检查的任何癌细胞系中几乎没有检测到表达。荧光标记的 NMNAT3 在转染的 HEK293 和 HeLa 细胞的胞浆中表达。 NMNAT3 也在线粒体内检测到。

Berger 等人使用免疫荧光分析（2005） 表明荧光标记的 NMNAT3 定位于转染的 HeLa 和 HEK293 细胞的线粒体。

Hikosaka 等人通过对 8 种小鼠组织进行免疫印迹分析（2014）检测到Nmnat3蛋白在红细胞中表达最高，在心脏、骨骼肌和肝脏中表达较低。过度表达的人 NMNAT3 定位于 HeLa 细胞中的线粒体。然而，Nmnat3 定位于缺乏线粒体的成熟小鼠红细胞和具有线粒体的网织红细胞的细胞质。 Nmnat3 是成熟红细胞中占主导地位的 Nmnat 同工酶，其中 Nmnat1 和 Nmnat2（608701） 似乎不存在。

▼ 测绘

Gross（2015） 根据 NMNAT3 序列（GenBank BC034374） 与基因组序列（GRCh38） 的比对，将 NMNAT3 基因对应到染色体 3q23。

▼ 基因功能

张等人（2003） 确定重组 NMNAT3 显示出与 NMN 或 NaMN 相似的腺苷酸转移酶活性。 NMNAT3的活性与NMNAT1相比较低，但比NMNAT2高约10倍。

Berger 等人使用纯化的重组蛋白（2005） 比较了 NMNAT1、NMNAT2 和 NMNAT3 的酶特性。 NMNAT3 对底物修饰表现出高度耐受性。与 NMNAT1 优选的 NAD+ 合成相反，NMNAT2 和 NMNAT3 也可以直接从还原的烟酰胺单核苷酸形成 NADH。多种生理中间体对NMNAT催化活性影响很小。然而，棓单宁是 NMNAT 催化活性的有效抑制剂。

▼ 生化特征

张等人（2003） 解析了 NMNAT3 的 apo 形式以及与其底物（ATP 类似物、NMN，或 ATP 类似物和 NMN）及其产物（NAD 或 NaAD）复合物的晶体结构。单体NMNAT3的结构与单体NMNAT1相似，具有被螺旋包围的中央平行6链β折叠。活性位点残基排列也与NMNAT1相似。主要区别在于 NMNAT3 形成四聚体，而 NMNAT1 形成六聚体。

▼ 动物模型

彦坂等人（2014） 发现 Nmnat3 -/- 小鼠出现脾肿大和溶血性贫血。 Nmnat3 -/- 小鼠中红细胞生成作为补偿机制上调。与野生型相比，Nmnat3 -/- RBC 的 ATP 水平明显降低，寿命缩短，但其他组织中的 NAD 水平没有改变。质谱和代谢分析表明，由于 NAD 辅酶缺乏，Nmnat3 -/- RBC 中的糖酵解途径在 Gapdh（138400） 步骤被阻断。 Nmnat3 缺陷还导致磷酸戊糖途径的转变。彦坂等人（2014） 得出结论，NMNAT3 在维护 NAD 池中发挥着关键作用。