tRNA 核苷酸转移酶，CCA 添加，1； TRNT1

线粒体 CCA 添加 tRNA 核苷酸转移酶
CCA 添加 tRNA 核苷酸转移酶，线粒体

HGNC 批准的基因符号：TRNT1

细胞遗传学位置：3p26.2 基因组坐标（GRCh38）：3:3,126,940-3,153,435（来自 NCBI）

▼ 说明

CCA 添加酶 TRNT1（EC 2.7.7.72）是一种必需酶，可催化 CCA 末端添加到 tRNA 前体的 3 素末端。该反应是成熟 tRNA 氨酰化并参与蛋白质生物合成的基本先决条件（Lizano et al., 2007）。

▼ 克隆与表达

Nagaike 等人通过在 EST 数据库中搜索与牛 CCA 添加酶相似的序列，然后进行 PCR 和 5-prime RACE（2001）克隆了人类TRNT1。推导的 434 个氨基酸蛋白具有 N 端线粒体靶向信号序列和参与核苷酸掺入活性的保守 DXD 和 RRD 基序。成熟蛋白以 leu27 开头，计算分子量为 47 kD。

利萨诺等人（2007）克隆了 TRNT1 的剪接变体，该变体在外显子 6 中使用替代的 5-prime 供体剪接位点，导致 60 个碱基的缺失。推导的蛋白质缺乏形成螺旋 11 和 12 的 20 个氨基酸及其连接和侧翼序列。数据库分析表明，这种剪接变体在真兽类哺乳动物和鱼类中是保守的。

德卢卡等人（2016）观察了斑马鱼成年视网膜中trnt1的表达。使用反义探针进行整体原位杂交，他们发现斑马鱼trnt1在早期胚胎发生过程中普遍表达。受精后 2 天（dpf），大脑、心血管区域、胸鳍芽以及视网膜增殖细胞中的表达丰富。 3 dpf 后，大脑、视网膜和心脏区域维持 trnt1 转录表达。到 5 dpf 时，在头部和躯干神经丘（类似于哺乳动物听觉系统的斑马鱼感觉结构）中观察到表达。

▼ 基因功能

永池等人（2001）表明纯化的重组人 TRNT1 可以将 ATP 和 CTP 掺入测试底物 3-prime CA-截短的酵母 tRNA（phe）中。 TRNT1 有效添加 CCA 需要底物 tRNA 的 T 臂。与大肠杆菌直系同源物不同，人类 TRNT1 可以使用细胞质和线粒体 tRNA 底物，因为它识别一般的 T 臂结构而不是特定序列。

利萨诺等人（2007）发现缺少螺旋11和12的TRNT1亚型可以将C残基整合到酵母tRNA（phe）中，但它不能添加末端A残基来完成CCA基序。结构/功能分析表明，该异构体对 ATP 的亲和力降低，并且需要螺旋 11 和 12 进行结构重排，从而允许 ATP 与单核苷酸结合袋结合。

▼ 基因结构

永池等人（2001）确定 TRNT1 基因有 7 个外显子，跨度约为 20 kb。

▼ 测绘

Nagaike 等人通过基因组序列分析（2001）将 TRNT1 基因定位到染色体 3p25.1。他们在 1 号和 22 号染色体上发现了 TRNT1 假基因。

▼ 分子遗传学

铁粒幼细胞贫血伴 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓

Chakraborty 等人对来自 13 个家庭的 15 名患有铁粒幼细胞贫血并伴有 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓的患者（SIFD; 616084）进行了研究（2014）鉴定了 TRNT1 基因中的纯合或复合杂合突变（参见例如 612907.0001-612907.0006）。通过连锁分析和候选基因测序，在近亲家庭中发现了第一个突变；随后的突变是通过全外显子组分析或 TRNT1 基因的直接测序发现的。有 3 个移码等位基因、3 个剪接变异和 7 个错义突变。在野生型人成纤维细胞中通过 siRNA 敲低 TRNT1 会引起细胞毒性和细胞凋亡，表明 TRNT1 功能完全丧失是致命的。体外功能表达研究表明，错义突变体只能部分挽救TRNT1（cca1）直系同源缺陷酵母菌株的生长缺陷，这与部分功能丧失一致。然而，突变体的残余功能存在一些差异，表明表型严重程度可能取决于 CCA 添加酶功能丧失的程度。

色素性视网膜炎和红细胞小红细胞增多症

DeLuca 等人在 2 名兄弟和一名患有色素性视网膜炎和小红细胞增多症（RPEM; 616959）的无关男性中进行了研究（2016）鉴定了 TRNT1 基因突变的复合杂合性（612907.0007-612907.0010）。对从患者成纤维细胞中提取的蛋白质进行的蛋白质印迹分析显示，与对照相比，TRNT1 蛋白质水平显着降低，尽管作者指出，蛋白质水平不像已发表的 SIFD 病例那样降低，这与患者较温和的表型一致。斑马鱼中 trnt1 表达的抑制概括了人类 SIFD 的几个特征；然而，当滴定 trnt1 的水平时，在没有其他表型的情况下观察到视觉功能障碍。德卢卡等人（2016）得出结论，TRNT1 亚形突变可导致几乎完全局限于视网膜的隐性疾病。

▼ 动物模型

德卢卡等人（2016）证明斑马鱼 trnt1 表达存在于人类 SIFD（616084）和 RPEM（616959）受影响的所有器官中。作者使用吗啉代寡核苷酸降低内源性 Trnt1 活性，观察到心血管缺陷和眼睛尺寸缩小，以及含血红蛋白的红细胞染色减少。斑马鱼的神经丘与人类听觉系统相对应，其触摸反应明显减弱。为了评估视力，DeLuca 等人（2016）测试了具有正常总体形态和保留触摸反应的 trnt1 morphant 对光的反应，并观察到与对照组相比，反应率较低。作者指出，与患有 RPEM 的人类患者一样，这些鱼在没有可检测到的症状特征的情况下表现出视觉功能下降。通过添加外源性人 TRNT1 RNA 仅部分修复了视觉缺陷，这表明视觉反应对 Trnt1 水平比其他缺陷更敏感。

▼ 等位基因变异体（10 个精选示例）：

.0001 铁粒幼细胞贫血伴 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓
TRNT1、ARG190ILE

Chakraborty 等人在 2 名同胞中，由巴基斯坦近亲出生，患有铁粒幼细胞贫血并伴有 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓（SIFD; 616084）（2014）鉴定了 TRNT1 基因外显子 5 中的纯合 c.569G-T 颠换，导致活性位点高度保守残基处的 arg190 至 ile（R190I）取代。该突变是通过连锁分析和候选基因测序发现的，但在外显子组测序项目数据库中并未发现。体外功能表达研究表明，错义 R190I 突变体只能部分挽救 TRNT1（cca1）直系同源缺陷酵母菌株的生长缺陷，这与部分功能丧失一致。在另一名患有该疾病的巴基斯坦患者中也发现了纯合 R190I 突变。

.0002 铁粒幼细胞贫血伴 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓
TRNT1、ILE223THR

Chakraborty 等人在一名由近亲父母出生的白人西班牙裔患者中发现，患有铁粒幼细胞贫血并伴有 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓（SIFD; 616084）（2014）在 TRNT1 基因的外显子 6 中鉴定出纯合 c.668T-C 转换，导致活性位点高度保守残基处的 ile223 至 thr（I223T）取代。该突变是通过连锁分析和候选基因测序发现的，在外显子组测序项目数据库中发现的频率非常低（0.0077%）。体外功能表达研究表明，错义 I223T 突变体只能部分挽救 TRNT1（cca1）直系同源缺陷酵母菌株的生长缺陷，这与部分功能丧失一致。对随后患有该疾病的患者进行的直接测序发现，5 名无关的白种人或非洲裔加勒比裔患者是 I223T 和另一种致病突变的复合杂合子（参见例如 612907.0003 和 612907.0006）。

.0003 铁粒幼细胞贫血伴 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓
TRNT1、IVS6AS、C-G、-7

Chakraborty 等人在 2 名不相关的白种人患者中发现，患有铁粒幼细胞贫血并伴有 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓（SIFD; 616084）（2014）鉴定了 TRNT1 基因中的复合杂合突变：内含子 6（c.1057-7C-G）中的 C-G 颠换，预计会导致剪接缺陷、移码和过早终止，以及 I223T（612907.0002））。

.0004 铁粒幼细胞贫血伴 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓
TRNT1、LEU166SER

Chakraborty 等人在一名患有铁粒幼细胞贫血并伴有 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓的白人患者中（SIFD; 616084）（2014）鉴定了 TRNT1 基因中的复合杂合突变：外显子 5 中的 c.497T-C 转变，导致 leu166 到 Ser（L166S）取代，以及外显子 4 中的 c.461C-T 转变，导致thr154 至 ile（T154I；612907.0005）替换。两种突变都发生在活性位点高度保守的残基处。体外功能表达研究表明，两种错义突变体只能部分挽救TRNT1（cca1）直系同源缺陷酵母菌株的生长缺陷，这与部分功能丧失一致；然而，两种突变体的残留酶活性程度有所不同。这两种突变都不存在于外显子组测序项目数据库中。

.0005 铁粒幼细胞贫血伴 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓
TRNT1、THR154ILE

Chakraborty 等人讨论了 TRNT1 基因中的 thr154-to-ile（T154I）突变，该突变在患有铁粒幼细胞贫血伴 B 细胞免疫缺陷、周期性发热和发育迟缓（SIFD; 616084）的患者中以复合杂合状态被发现等人（2014），参见 612907.0004。

.0006 铁粒幼细胞贫血伴 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓
TRNT1、4-BP INS、1142ATGT

Chakraborty 等人在一位来自加勒比海地区的患有铁粒幼细胞贫血并伴有 B 细胞免疫缺陷、周期性发烧和发育迟缓的患者中（SIFD; 616084）（2014）鉴定了 TRNT1 基因中的复合杂合突变：外显子 8 中的 4 bp 插入（c.1142_1143insATGT），导致移码和提前终止（Trp381fs）和 I223T（612907.0002）。

.0007 色素性视网膜炎和红细胞小细胞增多症
TRNT1，1-BP DEL，1246A

DeLuca 等人在一名患有色素性视网膜炎和小红细胞增多症（RPEM; 616959）的 21 岁男性中（2016）鉴定了 TRNT1 基因突变的复合杂合性。第一个突变是外显子 8 中的 1 bp 缺失（c.1246delA；chr3.3,189,786Adel，GRCh37），导致移码，预计会产生具有 10 个不正确氨基酸的蛋白质，并被截断 7 个氨基酸。第二个突变是外显子 2 中的 3 bp 框内缺失（c.126_128delAGA），导致保守性差的 glu43 残基（612907.0008）丢失，该残基位于头域内 TRNT1 结构的表面，呈螺旋状-转角螺旋二级结构基序。结构分析表明该变异对 TRNT1 功能具有相对轻微的影响，从而解释了该患者较温和的表型。此外，对从患者成纤维细胞中提取的蛋白质进行的蛋白质印迹分析显示，与对照相比，TRNT1 蛋白质水平显着降低，尽管作者指出蛋白质水平并不像已发表的 SIFD 病例那样降低（616084）。先证者未受影响的父母均具有其中一种突变的杂合子； ExAC 数据库中也发现了 3-bp 缺失，频率为 0.008%。该患者既往病史包括幼年类风湿性关节炎和儿童早期反复发烧，经甲氨蝶呤治疗后痊愈。

.0008 色素性视网膜炎和红细胞小细胞增多症
TRNT1、3-BP DEL、126AGA

讨论 TRNT1 基因外显子 2 中的 3 bp 框内缺失（c.126_128delAGA; chr3.3,170,850AGAdel, GRCh37），导致密码子 43（E43del）处谷氨酸缺失，该现象在复合杂合子中发现DeLuca 等人对患有色素性视网膜炎和小红细胞增多症（RPEM; 616959）的患者的状态进行了研究（2016），参见 612907.0007。

.0009 色素性视网膜炎和红细胞小细胞增多症
TRNT1，1-BP INS，1246A

DeLuca 等人在 2 名患有色素性视网膜炎和小红细胞增多症的兄弟中（RPEM; 616959）（2016）鉴定了 TRNT1 基因突变的复合杂合性。第一个突变是外显子 8 中的 1 bp 插入（c.1246insA；chr3.3,189,785_3,189,786AG-AAG，GRCh37），导致移码，预计会产生具有 6 个不正确氨基酸的蛋白质，并被截断 9 个氨基酸酸。第二个突变是内含子5的剪接位点突变（c.609-26T-C）；对其中一位兄弟的 PCR 产物进行分析，发现了对照中不存在的额外 14 bp 产物。双向测序证实了剪接 RNA 中添加了 14 个核苷酸，预计会导致添加 4 个不正确的氨基酸，然后是过早终止密码子。 ExAC 数据库中在欧洲人中发现 1-bp 插入的频率为 0.07%，而在来自同一地理区域或千人基因组计划或 ExAC 数据库的 257 个对照中未发现剪接位点突变。对从患者成纤维细胞中提取的蛋白质进行的蛋白质印迹分析显示，与对照相比，TRNT1 蛋白质水平显着降低，尽管作者指出蛋白质水平不像已发表的 SIFD 病例（616084）中那样降低，这与在患者中观察到的较温和表型一致。兄弟。

.0010 色素性视网膜炎和红细胞小细胞增多症
TRNT1、IVS5AS、T-C、-26

用于讨论 TRNT1 基因内含子 5 中的剪接位点突变（c.609-26T-C; chr3.3,188,088T-C, GRCh37），该突变在患有视网膜色素变性和红细胞小红细胞增多症的 2 兄弟中以复合杂合状态发现（RPEM; 616959 ）德卢卡等人（2016），参见 612907.0009。