碳水化合物磺基转移酶8； CHST8

N-乙酰半乳糖胺-4-O-磺基转移酶 1
GalNAc4 磺基转移酶 1； GalNAc4ST1
GalNAc4ST

HGNC 批准的基因符号：CHST8

细胞遗传学位置：19q13.11 基因组坐标（GRCh38）：19:33,621,953-33,773,509（来自 NCBI）

▼ 说明

碳水化合物中的硫酸基团赋予糖蛋白、糖脂和蛋白聚糖高度特异性的功能，并且对于细胞间相互作用、信号转导和胚胎发育至关重要。磺基转移酶，例如 CHST8，进行碳水化合物的硫酸化（Hiraoka 等，2001）。

▼ 克隆与表达

Xia 等人通过搜索与大鼠 Hnk1st（CHST10; 606376） C 端区域相似的序列，然后对胎脑 cDNA 文库进行 RACE（2000） 克隆了 CHST8，他们将其命名为 GalNAc4ST1。推导的 424 个氨基酸蛋白质的计算分子量为 48.8 kD。它具有一个 N 末端跨膜结构域，后面是推定的 5-prime-磷酸磺酸盐和 3-prime-磷酸盐结合位点以及其他磺基转移酶中保守的 3 个附加区域。 GalNAc4ST1 有 4 个潜在的 N-糖基化位点。夏等人（2000） 还鉴定了一种以 met119 开头、缺乏跨膜结构域的 GalNAc4ST1 亚型。第二种可溶性 GalNAc4ST1 形式是由跨膜区域的蛋白水解裂解衍生的，由转染的中国仓鼠卵巢细胞分泌。 Northern 印迹分析显示大脑中有一个显着的 2.4-kb 转录本。在肝脏、心脏和胰腺中检测到较低的表达，在骨骼肌中检测到非常低的表达。 RNA点印迹分析证实GalNAc4ST1在中枢神经系统中高表达，特别是在垂体、小脑、脑桥、延髓、丘脑和脊髓中。胎儿大脑也表现出高表达。

奥田等人（2000） 和 Hiraoka 等人（2001） 分别从胎儿大脑和垂体 cDNA 文库中孤立克隆了人类 CHST8。通过 Northern blot 分析，Hiraoka 等人（2001） 检测到在胎儿和成人大脑以及脊髓中高水平表达的 2.4 kb 转录本。在成人肝脏、肾脏和心脏中检测到中等表达。骨骼肌表达1.0 kb的转录本。 RT-PCR检测垂体中高表达。

Cabral 等人通过使用针对 GalNAc4ST1 的多克隆抗体对正常人冷冻皮肤切片进行免疫荧光染色（2012） 观察到 GalNAc4ST1 在整个表皮中表达，其中基底上层表达最高。

▼ 基因功能

夏等人（2000） 测定了转染的中国仓鼠卵巢细胞裂解物中 GalNAc4ST1 磺基转移酶的活性。膜结合的 GalNAc4ST1 将硫酸盐转移到 GalNAc-β-1,4-GlcNAc-β-R 中末端 β-1,4-连接的 GalNAc 残基的 C4 羟基上。它硫酸化牛腮腺碳酸酐酶 VI（CA6；114780）和牛黄体生成素（LH；参见 152780），但不硫酸化软骨素。相比之下，GalNAc4ST1 的 2 种截短的可溶形式同时硫酸化 GalNAc-β-1,4-GlcNAc-β-R 和软骨素。结果表明 GalNAc4ST1 的前 118 个氨基酸决定底物特异性。

奥田等人（2000）发现COS-7细胞表达的人GalNAc4ST硫酸化碳酸酐酶VI和合成的对硝基苯基GalNAc，但不表达软骨素或脱硫硫酸皮肤素。

平冈等人（2001） 证实 GalNAc4ST1 在 N- 和 O- 聚糖中的 GalNAc-β-1,4-GlcNAc-β-1-R 背景下将硫酸盐转移到 GalNAc 的 C4；产品被单硫酸化。

▼ 基因结构

夏等人（2000） 确定 CHST8 基因包含 4 个外显子，跨度约为 88 kb。外显子 1 是非编码的。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Xia 等人（2000） 将 CHST8 基因定位到染色体 19q13.1。

▼ 分子遗传学

Cabral 等人在一个近亲 4 代巴基斯坦家族中使用外显子组测序，然后进行桑格测序，孤立出常染色体隐性遗传非炎症性脱皮皮肤综合征（PSS3; 616265）（2012） 在 CHST8 基因的外显子 4 中鉴定出纯合 c.229C-T 突变，导致 arg77 到 trp 取代（R77W; 610190.0001）。该突变与家族中的疾病分离，并且在公共数据库中或 200 个不相关的健康巴基斯坦对照的 400 个染色体中不存在。

▼ 动物模型

黄体生成素（LH） 具有独特的 N 连接 N-乙酰半乳糖胺，可介导 LH 从血液中的清除，而 GalNAc4ST1 负责将硫酸盐添加到 LH 上的 GalNAc 上。米等人（2008） 发现 Chst8 -/- 小鼠表现出循环 LH 水平增加。突变雄性小鼠的睾酮水平升高，睾丸和精囊早熟。突变雌性小鼠雌激素水平升高、性成熟早熟、繁殖力增加、发情时间延长，并且在同一时期内产仔数比野生型小鼠多近 50%。米等人（2008） 得出结论，GalNAc4ST1 对 LH 的硫酸盐修饰在调节下丘脑-垂体-性腺轴中起着核心作用。

▼ 等位基因变异体（1 个选定示例）：

.0001 脱皮综合症 3（1 个家庭）
CHST8、ARG77TRP

Cabral 等人在巴基斯坦近亲家庭的 7 名受影响成员中分离出常染色体隐性遗传非炎症性脱皮皮肤综合征（PSS3; 616265）（2012） 鉴定了 CHST8 基因外显子 4 中的纯合 c.229C-T 转换，导致保守残基处的 arg77 至 trp（R77W） 取代。预计该突变会扰乱蛋白质的亲水性。这种突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，它与家族中的疾病分离，并且不存在于任何公共数据库或来自 200 个不相关的巴基斯坦对照的 400 个染色体中。卡布拉尔等人（2012） 将野生型和 R77W 突变体 CHST8 克隆到永生化角质形成细胞系中，并通过蛋白质印迹分析证明，用突变体转染的细胞中全长 GalNAc4ST1 水平较低。作者进一步表明，突变的 GalNAc4ST1 蛋白没有被糖基化，因此会受到更多的降解。通过比色测定，Cabral 等人（2012）显示，与表达野生型 GalNAc4ST1 的细胞相比，表达突变型 GalNAc4ST1 的细胞中总硫酸化糖胺聚糖水平降低，表明突变型 GalNAc4ST1 功能丧失。