甲基硫腺苷磷酸化酶； MTAP

MeSado 磷酸化酶； MSAP

HGNC 批准的基因符号：MTAP

细胞遗传学位置：9p21.3 基因组坐标（GRCh38）：9:21,802,636-21,941,115（来自 NCBI）

▼ 说明

MTAP 基因编码甲硫腺苷磷酸化酶（EC 24.2.28），这是一种同源三聚体-子单元酶，在多胺代谢中起主要作用，对于腺嘌呤和蛋氨酸的挽救很重要。例如，培养中的人类淋巴母细胞产生的内源性腺嘌呤中，多达 97% 是通过磷酸化酶分解代谢甲硫腺苷（MeSAdo） 形成的。 MeSAdo 是聚胺亚精胺和精胺合成的副产物，如果不通过上述磷酸化酶反应去除，它会有效抑制聚胺氨丙基转移酶反应。 MeSAdo 磷酸化酶在正常细胞和组织中含量丰富，但在许多人和小鼠恶性细胞系以及一些人体内白血病中缺乏（Carrera 等人，1984 年总结；Camacho-Vanegas 等人，2012 年）。

▼ 克隆与表达

奥洛帕德等人（1995） 使用重叠的 YAC 和粘粒克隆，从 MTAP 基因所在的染色体 9p21 构建了 2.8 Mb 的长程物理图谱。对从位于 IFN 基因（参见 IFNA；147660）和 CDKN2（600160） 之间的重叠群中的 CpG 岛分离的 2.5-kb cDNA 克隆进行序列分析，揭示了 MTAP 的预测 ORF 为 283 个氨基酸，随后是 1,302-bp 的 3 个氨基酸。 -主要UTR。 MTAP 基因在进化上是保守的，并且与小鼠和人嘌呤核苷酸磷酸化酶显示出显着的氨基酸同源性。

Burdon 等人使用 RT-PCR（2011） 证明 MTAP 在人类眼组织中表达，包括虹膜、睫状体、视网膜和视神经。

卡马乔-瓦内加斯等人（2012） 鉴定了 MTAP 基因的 6 个额外转录本，这些转录本使用了先前未表征的外显子。这 6 种附加亚型均不包含原型末端外显子 8，并且都以不同方式影响蛋白质产物的 C 末端。 4 个包含短或长形式的外显子 9，4 个包含包含 2 个附加下游外显子 10 和 11 的独特序列。替代剪接位点变体根据其电泳迁移率命名：MTAP v1（外显子 1-7）和 9S-11）、v2（外显子 1-7 和 9L）、v3（外显子 1-7、10 和 11）、v4（外显子 1-6 和 9S-11）、v5（外显子 1-6 和 9L）和 v6（外显子 1-6、10 和 11）。剪接变体1-3包含野生型外显子7序列；变体4-6则没有。这些变体均已翻译并能够与原型 MTAP 相互作用。然而，只有亚型 v1、v2 和 v3 表现出 MTAP 活性； v4、v5 和 v6 的半衰期较短，并且没有可检测到的 MTAP 活性。分子模型表明MTAP是由原型和剪接变体组成的不同子单元异源组装的三聚体。

▼ 基因结构

诺博里等人（1996）确定MTAP基因含有8个外显子。

卡马乔-瓦内加斯等人（2012） 鉴定了 MTAP 的另外 3 个外显子，他们将其命名为 9、10 和 11。对 3 个末端外显子的序列分析表明，外显子 9 和 10 与不同的灵长类特异性逆转录病毒序列具有高度同源性，已知这些序列整合了多个时间进入整个基因组的不同染色体。

▼ 测绘

卡雷拉等人（1984） 研究了 MeSAdo 磷酸化酶缺陷型小鼠 L 细胞和人成纤维细胞之间的杂交，结果表明 MTAP 基因位于 9pter-q12 片段中。

正如 Olopade 等人的研究结果所示（1992），MTAP 基因座位于干扰素基因簇的着丝粒上（例如 147640）。因此，MTAP 的可能位置是 9p21。

诺博里等人（1996） 克隆了 MTAP 基因，并使用 YAC 克隆、脉冲场凝胶电泳和序列标记位点 PCR 构建了 9p21 区域的拓扑图。他们发现染色体9p21上的基因顺序，从着丝粒末端开始，是p15（600431）--p16（600160）--MTAP--IFNA--IFNB（147640）。

卡达里亚等人（2009） 指出小鼠 Mtap 基因对应到染色体 4。

▼ 基因功能

拉吉奥内等人（1996） 表达了重组人 MTAP，并显示其具有预期的酶特性。

淋巴瘤性急性淋巴细胞白血病的恶性细胞中缺少 MTAP 酶（247640）；其中许多病例有 9p22-p21 异常（Chilcote 等，1985）。

诺博里等人（1996） 发现 23 个缺乏 MTAP 的恶性细胞系中，除 1 个外，所有细胞系都具有 MTAP 基因的完全或部分缺失。他们还发现原发性 T 细胞急性淋巴细胞白血病中 MTAP 基因部分或全部缺失。在这两种情况下，部分缺失的缺失断点都发生在内含子 4 内。Nobori 等人（1996） 认为恶性肿瘤中 MTAP 缺陷是由于 MTAP 基因全部或部分缺失所致，该基因与 p16 和 p15 基因密切相关。他们指出，p16 和 p15 在许多不同的恶性细胞系以及急性白血病中均被纯合缺失。

MTAP 基因在人类癌症中经常被删除，因为它在染色体上与肿瘤抑制基因 CDKN2A 接近。通过询问来自 390 个癌细胞系模型的大规模短发夹 RNA 介导筛选的数据，Mavrakis 等人（2016） 发现缺乏 MTAP 的癌细胞的活力会因蛋白质精氨酸甲基转移酶 PRMT5 的消耗而受损（604045）。 MTAP 缺失的细胞会积累代谢物甲硫腺苷（MTA），作者发现它会抑制 PRMT5 甲基转移酶活性。 MTAP 熟练细胞中 MTAP 的缺失使它们对 PRMT5 的缺失敏感。相反，在 MTAP 缺陷细胞系中重建 MTAP 可以挽救 PRMT5 依赖性。因此，MTAP 缺失的癌症中 MTA 的积累产生了 PRMT5 的低效状态，该状态选择性地对进一步的 PRMT5 抑制敏感。

克留科夫等人（2016） 发现 MTAP 酶的缺失会导致对 PRMT5 及其结合伴侣 WDR77 的选择性依赖（611734）。克留科夫等人（2016） 还观察到，在含有 MTAP 缺失的细胞中，MTA（MTAP 裂解的代谢物）的细胞内浓度增加。此外，MTA 特异性抑制 PRMT5 酶活性。与表达同基因 MTAP 的对应细胞相比，给予 MTA 或小分子 PRMT5 抑制剂显示 MTAP 无效癌细胞系的细胞活力受到适度的优先损害。他们的研究结果共同表明，PRMT5 是跨多个癌症谱系的潜在脆弱性，并通过共同的“乘客”增强。基因组改变。

▼ 分子遗传学

卡马乔-瓦内加斯等人（2012） 在患有骨干髓质狭窄伴恶性纤维组织细胞瘤（DMSMFH; 112250） 的 5 个不相关家族的受影响成员中，发现了影响 MTAP 基因外显子 9 的 2 个不同杂合突变（156540.0001 和 156540.0002）。其中四个家族此前已被 Arnold（1973）、Hardcastle 等人报道过（1986），诺顿等人（1996）和瓦茨等人（2005）。这些突变是通过定位克隆和检查候选区域内假定的开放阅读码组而发现的。分析发现了 MTAP 基因中以前未被识别的外显子，包括外显子 9。两种突变都会影响剪接，并改变 MTAP 亚型的表达。 2 名患者的血清样本显示甲硫腺苷（MTA） 积聚，而 3 名对照者的血清中不存在 MTA。这些发现表明突变患者的 MTAP 酶活性存在缺陷。对 1 名患者骨肉瘤肿瘤组织的 DNA 分析显示，该突变为纯合性，野生型等位基因杂合性缺失（LOH）。研究结果表明MTAP也可以充当抑癌基因。

▼ 进化

卡马乔-瓦内加斯等人（2012） 鉴定了 3 个以前未被识别的 MTAP 外显子，他们将其命名为 9、10 和 11。这 3 个末端外显子的序列分析表明，外显子 9 和 10 与已知已整合的不同灵长类特异性逆转录病毒序列具有高度同源性。多次进入整个基因组的不同染色体。外显子 9 源自 MER50I 元件的一部分，外显子 10 源自 THE1A 元件的一部分，THE1A 元件是灵长类特异性长末端重复（LTR） 反转录转座子的几个家族之一。对类人猿以及新旧世界猴中覆盖外显子 9 的 PCR 扩增子进行测序表明，MER50I 残余物在 4000 万年前就整合到了类人灵长类动物的谱系中。

▼ 动物模型

Williamson 等人通过 FISH 证明，具有平衡易位 t（8;9）（q12.1;p21.3） 的聋哑患者的染色体 9 断点破坏了 MTAP 基因（2007） 创建了 MTAP 缺陷小鼠模型，发现 Mtap +/- 小鼠没有明显的病理学；具体来说，没有观察到听力损失。 Mtap 缺陷小鼠胚胎死亡。

Kadariya 等人孤立地（2009） 发现小鼠中纯合的 Mtap 缺失会导致胚胎死亡。 Mtap +/- 小鼠在生命的第一年表现正常，并且它们具有正常的血清氨基酸谱。然而，与野生型同窝小鼠相比，Mtap +/- 小鼠的寿命缩短了。尸检显示明显的脾肿大，通常伴有肝脏和胸腺肿大，以及类似于 T 细胞淋巴瘤的严重淋巴增生性疾病。

▼ 等位基因变异体（2 个选定示例）：

.0001 骨干髓质狭窄伴恶性纤维组织细胞瘤
MTAP、885A-G、ARG100ARG

在 3 个不相关家族的受累成员中，患有骨干髓质狭窄并伴有恶性纤维组织细胞瘤（DMSMFH; 112250），Camacho-Vanegas 等人（2012） 在 MTAP 基因的外显子 9 中发现了一个杂合的 885A-G 转变，导致同义的 arg100 到 arg（R100R） 取代。在 1,000 个对照染色体中未发现该突变。其中两个家族此前曾被 Arnold（1973） 和 Norton 等人报道过（1996）。 885A-G 转变预计会废除外显子剪接增强子序列，并且使用小基因构建体进行的体外功能表达研究表明，该突变导致包含外显子 9 的转录物的表达显着降低（70%）。缺少外显子 9 的 2 种亚型的表达也有所增加。在患者来源的组织中也观察到表达失调的模式。

.0002 骨干髓质狭窄伴恶性纤维组织细胞瘤
MTAP、IVS9AS、A-G、-2

在患有 DMSMFH（112250） 的 2 个不相关家庭的受影响成员中，Camacho-Vanegas 等人（2012） 鉴定了 MTAP 基因（IVS9-2A-G） 内含子 9 中的杂合 A 到 G 转变。在 1,000 个对照染色体中未发现该突变。其中一个家庭是澳大利亚裔，哈德卡斯尔等人此前曾报道过（1986）；亨利等人报告了另一个家庭（1958），瓦茨等人（2005）和梅塔等人（2006）。 A 到 G 的转变预计会导致受体剪接位点的丢失，并且使用小基因构建体进行的体外功能表达研究表明，突变消除了包含外显子 9 的所有同种型的表达，并增加了以结尾的原型同种型的表达。外显子 8 处的氨基酸增加，以及缺乏外显子 9 的异构体的增加。此外，两种 9S 异构体都缺乏前 3 个氨基酸。在患者来源的组织中也观察到失调的表达模式。