磺基转移酶家族 1A,细胞质,偏苯酚,成员 3; SULT1A3
磺基转移酶,偏向单胺;STM
HGNC 批准的基因符号:SULT1A3
细胞遗传学位置:16p11.2 基因组坐标(GRCh38):16:30,199,255-30,204,310(来自 NCBI)
▼ 说明
硫酸盐结合是由许多基因控制的关键代谢过程。其中包括 STD(125263)、脱氢表雄酮(DHEA) 偏好的磺基转移酶; STE(600043),雌激素偏好形式; STP1(171150) 和 STP2(601292),苯酚优先形式;和 STM(SULT1A3),单胺偏好形式。 STM 是苯酚磺基转移酶的耐热或单胺代谢形式,负责单胺神经递质(如多巴胺)的硫酸盐结合,其中 95% 以上是硫酸盐结合(Aksoy 和 Weinshilboum,1995)。
▼ 克隆与表达
朱等人(1993) 和伍德等人(1994) 分别从脑和肝文库中克隆了 STM cDNA。 Jones 等人后来分离出了相同的 cDNA(1995)。 3 个序列一致并预测为 295 个氨基酸的蛋白质。
阿克索伊等人(1994) 在 COS-1 细胞中将 STM cDNA 表达为 35.5 kD 蛋白质。 Northern 印迹显示肝、肾、肺、小肠、脾和白细胞中存在 1.4 kb mRNA。
Hildebrandt 等人通过对 16p 染色体 146 kb 重复区域的基因组克隆进行测序,(2004) 鉴定出 SULT1A4(615819),它是 SULT1A3 的几乎相同的副本。 SULT1A3 和 SULT1A4 的 ORF 99.9% 相同,只有一个核苷酸变化,不会改变编码的氨基酸。 SULT1A3 和 SULT1A4 分别与重复基因 SLX1A(615822) 和 SLX1B(615823) 共享外显子,作者将其称为 MGC5178 拷贝。 SLX1 基因的转录方向与 SULT1A 基因相同。 Hildebrandt 等人使用基于 PCR 的检测、FISH 和 RT-PCR(2004) 表明,SULT1A3 和 SULT1A4 均存在于来自 4 个种族的健康个体的所有 DNA 样本中的 16 号染色体上,并且在从同一个体培养的人淋巴母细胞系中表达。
▼ 基因结构
伯尼尔等人(1994) 使用编码人胎盘雌激素磺基转移酶的 cDNA 作为探针来分离包含几乎整个基因组序列的克隆。该基因包含 9 个短外显子,由 8 个内含子分隔,长度约为 7.7 kb。前 2 个外显子,称为外显子 1a 和外显子 1b,是非编码的,分别对应于人脑和人胎盘雌激素磺基转移酶 cDNA 的 5 引物非翻译序列。将含有外显子 1a 和外显子 1b 上游 5 引物侧翼序列的氯霉素乙酰转移酶报告基因载体转染人肾上腺腺癌细胞,表明这两个序列都具有启动子活性。结果被解释为表明人脑芳基磺基转移酶和胎盘雌激素磺基转移酶 mRNA 种类分别由交替的外显子 1a 和外显子 1b 启动子从单个基因转录。
Aksoy 和 Weinshilboum(1995) 确定 STM 基因的总长度约为 8.4 kb,包含 10 个外显子,其中前 3 个是非翻译的。许多外显子-内含子边界与人类 DHEA 磺基转移酶基因的位置相同。前 2 个外显子存在于脑和肝脏中表达的较长 mRNA 的 5 素 UTR 中,而外显子 3 存在于这些组织中也存在的较短 mRNA 的 5 素 UTR 中。
Dooley 和 Huang(1996) 确定了人类 STP1、STP2 和 STM 基因的基因组结构。这 3 个基因各自具有 8 个外显子,起始子蛋氨酸位于外显子 2 上。所有 3 个基因共定位于染色体 16p12.1-p11.2 的单个粘粒上,并且具有高度的序列同源性,表明这 3 个基因是由基因复制产生的。 Dooley 和 Huang(1996) 指出,先前鉴定的 PST 基因序列 HAST3 和 M-PST 是 STM 基因的分离株。
希尔德布兰特等人(2004) 确定 SULT1A3 基因包含 5 个替代的 5-prime 非编码外显子,他们将其指定为 1E 到 1A,然后是外显子 2 到 8。外显子 1E 到 1B 与 SLX1A 基因重叠,SLX1A 基因以相同方向转录,外显子1D、1C和1B分别用作SLX1A外显子3、4和5。 SULT1A3 外显子 1E 位于 SLX1A 外显子 1 和 2 之间,但在 SLX1A 转录本中未发现。在端粒较多的 SULT1A4 和 SLX1B 基因中发现了相同的外显子重叠。
▼ 测绘
阿克索伊等人(1994) 使用 PCR 筛选来自人-啮齿动物体细胞杂交作图组的 DNA,将 STM 基因分配到 16 号染色体。通过对高分辨率小鼠-人体细胞杂交组进行 PCR 分析,实现了 16p11.2 的区域定位,其中包含人类 16 号染色体的特定部分。
伯尼尔等人(1994) 使用来自人类/啮齿动物体细胞杂交组的 DNA 和 PCR 扩增将胎盘雌激素磺基转移酶分配到 16 号染色体。 Weinshilboum(1995) 指出“胎盘雌激素磺基转移酶” Bernier 等人的基因(1994) 对应到 16 号染色体的实际上是 STM 基因。伯尼尔等人(1994) 报道,根据表达数据,由其基因编码的 mRNA 可以催化雌激素的硫酸盐结合,尽管其亲和力比位于 4q13.1 上的人类 STE 基因编码的 mRNA 低得多( 600043)。
STM 基因是一种不耐热的苯酚磺基转移酶,其位置非常靠近热稳定的苯酚磺基转移酶 STP1。她等人(1996) 表明第二种不耐热苯酚磺基转移酶 STP2(601292) 也对应到 16 号染色体。
温希尔博姆等人(1997) 指出所有 3 个已知的人类 STP 基因,STP1、STP2 和 STM,都位于 16p。 STP1 位于 STP2 的 5-prime 处约 45 kb,并且这 2 个基因“头对尾”对齐。这 2 个基因依次位于单胺偏好磺基转移酶(STM) 基因约 100 kb 的端粒处。据推测,16p上的这3个STP基因起源于基因复制事件或基因复制加重组的结果。小鼠磺基转移酶基因 Stp 位于小鼠 7 号染色体上与人类 16p 同线的区域。
▼ 基因功能
温希尔博姆等人(1997) 回顾了磺基转移酶的分子生物学。这些酶催化许多激素、神经递质、药物和外源化合物的硫酸盐结合。他们表示,当时已知的 5 种人类细胞质磺基转移酶是 STE(他们将其标记为 EST)、一种羟基类固醇磺基转移酶 STD 和 3 种苯酚偏好型磺基转移酶(STP1、STP2 和 STM)。这些人类酶的基因以及已克隆的其他哺乳动物胞质磺基转移酶的基因显示出高度的结构同源性,并且大多数内含子-外显子剪接点的位置得以保留。通过家族研究证实的其中几种基因的遗传多态性被怀疑是基于个体之间表达的巨大差异。