SHOC2 富含亮氨酸重复支架蛋白； SHOC2

CLEAR 的抑制者、线虫、同源物
RAS 结合蛋白 SUR8，线虫，同源物； SUR8

HGNC 批准的基因符号：SHOC2

细胞遗传学位置：10q25.2 基因组坐标（GRCh38）：10:110,919,370-111,013,665（来自 NCBI）

▼ 说明

SHOC2 是一种支架蛋白，在 ERK1（MAPK3; 601795）/ERK2（MAPK1; 176948） 信号通路的激活中发挥关键作用（Jang 等人总结，2019）。

▼ 克隆与表达

成纤维细胞生长因子（FGF） 受体的激活会引发多种细胞反应，包括生长、有丝分裂、迁移和分化。塞尔福斯等人（1998） 通过对秀丽隐杆线虫的研究揭示了介导这些过程的细胞内信号传导途径。在这种生物体中，他们筛选了抑制 EGL-15 FGF 受体激活形式活性的基因，这些基因与 EGL-15 下游这些基因的功能一致。其中两个基因是 soc1 和 soc2，因此象征“透明抑制子（Clr）”。表型；第三个是sem5。塞尔福斯等人（1998） 表明 soc2 编码的蛋白质几乎完全由富含亮氨酸的重复序列组成，这是一个与蛋白质-蛋白质相互作用有关的结构域。他们鉴定出了一个假定的人类同源物 SHOC2，它与 soc2 有 54% 的同一性。他们表明 SHOC2 mRNA 在所有检测的组织中都有表达，并且 SHOC2 蛋白定位于细胞质。

塞尔福斯等人（1998） 表明，在 soc2 和 SHOC2 的富含亮氨酸重复序列中，有 2 个 YXNX 基序，它们是 SEM5/GRB2 Src 同源 2 结构域的潜在酪氨酸磷酸化对接位点。然而，这些残基的磷酸化并不是 soc2 体内功能所必需的，并且未观察到 SHOC2 在响应 FGF 刺激时发生酪氨酸磷酸化。塞尔福斯等人（1998） 得出结论，该遗传系统鉴定了一个与介导线虫 FGF 受体信号传导有关的保守基因。

小松崎等人（2010）检查了SHOC2在各种组织中的相对表达，包括血液白细胞和淋巴细胞。在成人 cDNA 组中，在睾丸中观察到最高表达，在一些免疫组织中表达相对较高，包括脾、骨髓、扁桃体和淋巴结。作者指出，SHOC2 在多形核（PMN） 白细胞中的表达比单核细胞高 6 倍，并表明 SHOC2 可能对 PMN 的增殖或存活很重要。在胎儿组织中，大脑的表达量最高。

▼ 测绘

Selfors 等人通过 FISH 分析（1998） 将 SHOC2 基因对应到染色体 10q25。

▼ 基因功能

西伯斯等人（1998） 在线虫中鉴定并表征了 sur8 基因，该基因在外阴发育过程中积极调节 Ras 介导的信号转导。作者发现，sur8 功能的减少会抑制激活的 Ras 突变，并显着增强 mpk1/sur1 MAP 激酶（参见 176948）和 ksr1（601132） 突变的表型，而增加 sur8 剂量会增强激活的 Ras 突变。 Sur8 似乎在 Ras 下游或平行起作用，但在 Raf 上游。 Sur8 编码一种保守蛋白，主要由富含亮氨酸的重复序列组成。 sur8 蛋白直接与 Ras 相互作用，但不与 Ras（P34G） 突变蛋白相互作用，表明 sur8 可能通过 Ras 结合介导其作用。通过使用 EST 引物和 5-prime RACE，Sieburth 等人（1998） 在人体中克隆了结构和功能上的 SUR8 同源物，该同源物在体外特异性结合 K-Ras（190070） 和 N-Ras（164790），但不结合 H-Ras（190020）。

MRAS（608435）、SHOC2 和蛋白磷酸酶-1（PP1；参见 176875） 相互作用形成异源三聚体全酶，使 RAF 激酶上的 S259 抑制位点去磷酸化，激活下游信号传导。杨等人（2018） 表明 MRAS 和 SHOC2 作为 PP1 调节亚基发挥作用，为复合物提供了针对 RAF 的惊人特异性。 MRAS 还充当靶向亚基，因为细胞中有效的 RAF 去磷酸化和 ERK（参见 601795）途径调节需要膜定位。

Umeki 等人使用内源性 LZTR1（600574） 免疫沉淀，然后进行蛋白质印迹分析（2019） 表明 LZTR1 与 RAF1（164760）-SHOC2-PPP1CB（600590） 复合物结合。所有这些基因的突变都会导致努南综合征或努南样表型。用针对 LZTR1 的 siRNA 转染的细胞表现出在 ser259 处磷酸化的 RAF1 水平降低。

▼ 分子遗传学

Cordeddu 等人使用基于计算机蛋白质网络分析的系统生物学方法将 SHOC2 确定为候选基因（2009） 对 Noonan 综合征（参见 163950） 队列中的 SHOC2 编码外显子进行了测序，该队列包括 96 名已知疾病基因突变呈阴性的个体。作者在 4 个不相关个体的 SHOC2 基因中发现了杂合突变（S2G；602775.0001）。然后，他们分析了 410 名努南综合征或相关表型突变阴性患者的 SHOC2 基因，并鉴定了 21 名具有相同 S2G 突变的个体。所有携带 S2G 突变的患者均患有相对一致的努南综合征样疾病，伴有毛发生长初期稀疏（NSLH；607721）。 S2G 突变体 SHOC2 的功能研究表明引入了 N-肉豆蔻酰化位点，导致定位和信号传导异常。

Hoban 等人发现，一名具有典型畸形面部特征和其他努南综合征症状的男婴在 4 个月大时死于充血性心力衰竭（2012） 鉴定了 SHOC2 中 S2G 突变的杂合性。

MRAS（608435） GTPase 是 RAS 癌蛋白的近亲，与 SHOC2 和蛋白磷酸酶-1（PP1；参见 176875）相互作用，形成异三聚体全酶，使 RAF 激酶上的抑制位点去磷酸化，激活下游信号传导。杨等人（2018） 表明，导致努南综合征的 MRAS、SHOC2 和 PPP1CB（600590） 突变总是会促进彼此之间的复合物形成，但不一定会促进与其他相互作用因子的复合物形成。因此，SHOC2、MRAS 或 PPPC1B 突变个体的努南综合征可能是在生化水平上由三元复合物形成增强驱动的，并凸显了这种磷酸酶全酶在 RAF S259 去磷酸化、ERK 通路动力学和正常人类发育中的关键作用。

Komatsuzaki 等人在一个由 92 名努南综合征及相关疾病患者组成的队列中发现，这些患者的 8 个已知与这些疾病相关的基因突变呈阴性（2010） 对 SHOC2 基因的所有编码区进行了测序，并鉴定了 8 名患者的 S2G 突变。该突变被证明是在 3 个可获得父母 DNA 的家族中从头出现的。

Hannig 等人发现，一对父亲和女儿的特征与 NSLH1 重叠（2014） 分析了 RASopathy 基因组，并鉴定了 SHOC2 基因错义突变的杂合性（M173I; 602775.0002）。功能分析似乎显示 ERK1/2 通路功能丧失，与复发的 S2G 变体相反。然而，杨等人（2018） 证明了 M173I 突变体的功能获得效应，该突变体与 MRAS 和 PP1 的相互作用增强，并在 SHOC2 缺陷细胞中挽救了 ERK 激活。

Motta 等人在一名患有 NSLH1 的男婴中（2019） 鉴定了 SHOC2 基因中从头删除/插入的杂合性（602775.0003）。在包含 1,000 多个家族的内部 RASopathy 数据库或公共变异数据库中均未发现该突变。功能分析表明，该突变蛋白与之前报道的 2 个 NSLH1 相关突变体一样，通过 MAPK 级联上调 RAS 信号传导，选择性促进 SHOC2 与 MRAS 和 PP1 催化亚基（PP1C；参见 176875）形成复合物。

▼ 动物模型

张等人（2019）发现在斑马鱼胚胎发育早期敲除shoc2会影响红细胞和骨髓生成细胞的数量，并导致造血缺陷。作者培育了 shoc2 敲除斑马鱼，发现 shoc2 缺失会导致胚胎发生过程中的多种缺陷，包括血细胞分化的严重缺陷和颅面发育异常。 Shoc2 -/- 斑马鱼在神经嵴规范和造血方面表现出系统性缺陷，表明 shoc2 在胚胎发生中的核心作用。此外，shoc2 -/- 斑马鱼表现出一系列发育缺陷，强调了 shoc2 在协调 erk1/erk2 通路线性成分活动中的重要作用。总体而言，shoc2 -/- 斑马鱼表现出许多与人类 NSLH1 相关的临床特征。

▼ 等位基因变异体（3 个精选示例）：

.0001 毛发生长初期毛发松弛的努南综合征样疾病 1
SHOC2、SER2GLY

Cordeddu 等人在 25 名患有努南综合征样疾病、毛发生长初期毛发松散的患者中（NSLH1；607721）（2009） 鉴定了 SHOC2 基因外显子 2 中 4A-G 转变的杂合性，导致了丝氨酸 2 到甘氨酸（S2G） 的取代。在 15 名可获得父母 DNA 的患者中，该突变被证明是从头发生的。功能研究表明，S2G 突变引入了 N-肉豆蔻酰化位点，导致 SHOC2 异常靶向质膜，并在生长因子刺激下受损易位至细胞核。突变体 SHOC2 的体外表达以细胞类型特异性方式增强 MAPK（参见 176948）激活。线虫中 SHOC2 突变体的诱导产生了外阴突出，这是一种先前与异常信号传导相关的新形态表型。

Hoban 等人发现，一名具有典型畸形面部特征和其他努南综合征症状的男婴在 4 个月大时死于充血性心力衰竭（2012） 鉴定了 SHOC2 中从头 S2G 突变的杂合性。作者指出，“松散的生长期头发”会导致头发脱落。先前报道的 S2G 突变患者的表型和皮肤特征在这个小婴儿中并不存在，并指出心脏异常扩大了与 SHOC2 突变相关的临床表型。

Gripp 等人在 5 名患有努南综合征样疾病和毛发生长初期毛发稀疏的无关儿童中进行了研究（2013） 鉴定了 SHOC2 基因中 S2G 突变的杂合性。研究显示，其中 2 名患者的突变是从头发生的。

Komatsuzaki 等人在 8 名患有努南综合征样疾病和毛发生长初期毛发稀疏的无关患者中（2010） 鉴定了 S2G 突变的杂合性，该突变被证明是在 3 名可获得父母 DNA 的患者中从头出现的。作者指出，身材矮小、相对大头畸形、距离过远、耳朵位置低、毛发稀疏/容易拔毛以及各种皮肤异常，包括深色皮肤和特应性皮炎，在 S2G 突变阳性患者中常见。杨等人（2018） 研究了 HEK293T 细胞中的 SHOC2 S2G 突变，观察到与野生型 SHOC2 相比，突变蛋白与 MRAS（608435） 和 PP1（601790） 相互作用的能力增强。在共转染测定中，S2G 突变体还有效地使 BRAF（164757） 中的 S365 位置和 CRAF（164760） 中的 S259 位置去磷酸化。此外，当在 SHOC2 敲除 DLD1 细胞中重新表达时，S2G 突变体降低了 S365-BRAF 和 S259-CRAF 磷酸化的较高基础水平以及受损的表皮生长因子（EGF; 131530） 诱导的 ERK（参见 601795）途径SHOC2 消融引起的激活。与表达野生型 SHOC2 的细胞相比，重新表达 SHOC2 S2G 的血清饥饿 DLD1 细胞具有适度较低的磷酸化 S365-BRAF 和 S259-CRAF 水平以及适度较高的磷酸化 MEK（参见 176872）和 RSK（参见 601684）水平，作者指出这与表达野生型 SHOC2 的细胞一致RAS 病功能获得突变仅微弱激活，而此类突变体对 ERK 通路的激活在许多实验系统中很难检测到。杨等人（2018） 得出的结论是，复发性 S2G 变体是一种功能获得性突变体，在发育过程中通过选择性促进与 MRAS 和 PP1 形成磷酸酶复合物来上调 ERK 通路。

.0002 毛发生长初期毛发松弛的努南综合征样疾病 1
SHOC2、MET173ILE

Hannig 等人发现，一对父亲和女儿的特征与努南综合征重叠，头发稀疏且生长缓慢（NSLH1；607721）（2014） 鉴定了 SHOC2 基因中 c.519G-A 转换（c.519G-A, NM_007373.3） 的杂合性，导致在第四个亮氨酸内的高度保守残基处发生 met173 到 ile（M173I） 取代-LRR 结构域中富含重复序列。在 6,500 名无症状个体中未发现该突变。对 SHOC2 组成型敲低的 COS1 细胞进行的功能分析表明，尽管野生型 SHOC2 将表皮生长因子（EGF; 131530） 诱导的 ERK1（601795）/2（176948） 磷酸化拯救至内源性 SHOC2 的程度，但 M173I 突变体能够仅恢复比基础活动水平高约 10%。此外，M173I 突变体的过度表达不会导致 ERK1/2 活性或 AKT（参见 164730）磷酸化的变化。在转染的 293FT 细胞中进行的免疫沉淀研究表明，M173I 突变体未能有效沉淀内源 PP1c（参见 176875），并且 EGF 刺激仅导致 RAF1（164760） S338 磷酸化轻微增加，而野生型 SHOC2 则显着增加。作者得出结论，M1713 SHOC2 替换会导致 ERK1/2 通路功能丧失。

杨等人（2018） 研究了 HEK293T 细胞中的 SHOC2 M173I 突变，观察到与野生型 SHOC2 相比，与 MRAS（608435） 和 PP1（601790） 相互作用的能力增强。在共转染测定中，M173I 突变体还可有效使 BRAF（164757） S365 和 CRAF（164760） S259 去磷酸化。此外，当在SHOC2敲除的DLD1细胞中重新表达时，M173I突变体降低了S365-BRAF和S259-CRAF磷酸化的较高基础水平，以及SHOC2消除引起的EGF诱导的ERK通路激活受损。与表达野生型 SHOC2 的细胞相比，重新表达 SHOC2 M173I 的血清饥饿 DLD1 细胞具有适度较低的磷酸化 S365-BRAF 和 S259-CRAF 水平以及适度较高的磷酸化 MEK（参见 176872）和 RSK（参见 601684）水平，作者指出这与表达野生型 SHOC2 的细胞一致RAS 病功能获得突变仅微弱激活，而此类突变体对 ERK 通路的激活在许多实验系统中很难检测到。杨等人（2018） 的结论是，与复发性 S2G 突变（602775.0001） 一样，M173I 变体是一种功能获得性突变体，在发育过程中通过选择性促进与 MRAS 和 PP1 形成磷酸酶复合物来上调 ERK 通路。

.0003 毛发生长初期毛发松弛的努南综合征样疾病 1
SHOC2、DEL/INS、NT807

Motta 等人在一名患有努南综合征样疾病且毛发生长初期毛发松散的男婴中（NSLH1; 607721）（2019） 鉴定了 SHOC2 基因中从头删除/插入（c.807_808delinsTT, NM_007373.3） 的杂合性，导致 LRR 结构域中第八个富含亮氨酸重复序列内的 2 个高度保守的残基发生 Gln269_His270delinsHisTyr 替换。在包含 1,000 多个家族的内部 RASopathy 数据库或 1000 个基因组计划、NSEuroNet、ExAC 或 gnomAD 数据库中均未发现该突变。在瞬时转染的 Neuro2 细胞中，突变蛋白显示出显着增强的 ERK（参见 601795）激活。细胞裂解物的免疫共沉淀测定显示，与野生型 SHOC2 相比，突变体的 MRAS（608435） 结合增加，并且与 PP1 催化亚基（PP1C；参见 176875） 的结合增强。作者得出结论，Gln269_His270delinsHisTyr 突变体正在通过 MAPK（参见 176948）级联激活并增强信号传导。