核孔蛋白,85-KD; NUP85

核孔蛋白,75-KD; NUP75
FLJ12549
FROUNT
Pericentrin,前; PCNT,前

HGNC 批准的基因符号:NUP85

细胞遗传学位置:17q25.1 基因组坐标(GRCh38):17:75,205,679-75,235,758(来自 NCBI)

▼ 说明

细胞质和细胞核之间大分子的双向转移通过嵌入核膜中的核孔复合物(NPC)进行。 NPC 由子复合体组成,NUP85 是此类子复合体 NUP107(607617)-NUP160(607614) 的一部分(Loiodice 等,2004)。

▼ 克隆与表达

多克西等人(1994) 使用来自硬皮病患者的抗血清来分离编码新型中心体蛋白的 cDNA,该血清与植物和动物的中心体广泛反应。该核苷酸序列与 7-kb mRNA 一致,并包含一个开放解读码组,该开放解读码组编码具有推定的大卷曲螺旋结构域、侧翼为非卷曲末端的蛋白质。抗血清识别 220 kD 蛋白质并对中心体和中心粒微管组织中心进行染色,其中该蛋白质定位于中心粒周围材料。由于这些特征,Doxsey 等人(1994) 提出了 pericentrin 这个名称。

通过蛋白质组分析和质谱分析,Cronshaw 等人(2002) 鉴定了 94 种与从大鼠肝核中纯化的 NPC 相关的蛋白质。数据库分析确定了 FLJ12549,Cronshaw 等人(2002) 将 NUP75 称为相对丰富的大鼠蛋白的人类同源物,每个 NPC 有 16 个拷贝。推导的人蛋​​白的计算分子量为 75 kD,与酵母 Nup85 蛋白同源。

Terashima 等人使用 CCR2(601267) C 末端结构域作为诱饵,使用酵母 2 杂交筛选人粒单核细胞白血病 THP-1 细胞 cDNA 文库,然后筛选 THP-1 细胞 cDNA 文库(2005) 克隆了全长 NUP85,他们将其称为 FROUNT。推导的 656 个氨基酸蛋白包含一个亮氨酸拉链基序、4 个基于酪氨酸的基序、4 个二亮氨酸信号和一个保守的网格蛋白重链(CLTC; 118955) 重复(CHCR) 同源结构域。人类和小鼠 FROUNT 的氨基酸有 92% 相同。数据库分析确定了果蝇、蠕虫、植物和酵母中的 FROUNT 直向同源物。疏水性分析表明 FROUNT 是一种细胞质蛋白。 RNA 印迹分析在人血单核细胞和小鼠腹膜细胞中检测到 2.6 kb FROUNT 转录物。

▼ 基因功能

多克西等人(1994) 发现抗中心周蛋白抗体破坏体内有丝分裂和减数分裂,并阻断非洲爪蟾提取物中微管 aster 的形成,但不会阻断成熟中心体的 γ-微管蛋白组装或微管成核。因此,中心周蛋白可能是中心体丝状基质的保守组成部分,参与组织微管阵列的初始建立。

Loiodice 等人使用针对荧光标记 NUP107 的抗体(2004) 证实 NUP85 是 Nup107-160 复合体的组成部分。

祖科洛等人(2007) 指出 NUP107-NUP160 核孔蛋白亚复合物包含 NUP133(607613)、NUP96(601021)、NUP85、NUP43(608141)、NUP37(609264)、SEC13(SEC13L1; 600152) 和 SEH1(SEH1L; 609263) )。 NUP107-NUP160 子复合体在间期期间稳定地结合在 NPC 的两面上,并且整个子复合体在有丝分裂期间被招募到染色质。在前期,甚至在核膜破裂之前,部分子复合物就定位于着丝粒。祖科洛等人(2007) 发现 NUP107-NUP160 复合物向着丝粒的募集主要取决于 NDC80 复合物(参见 607272)和 CENPF(600236)。 NUP107-NUP160 复合物的 SEH1 亚基对于将该复合物靶向着丝粒至关重要。几个 NUP107-NUP160 亚基或单独 SEH1 的共同缺失导致动粒无法建立适当的微管附着,从而诱导检查点依赖性有丝分裂延迟。有丝分裂 Ran-GTP 效应子 CRM1(XPO1; 602559) 及其结合伴侣 RANGAP1(602362)-RANBP2(601181) 复合物在着丝粒中耗尽 NUP107-NUP160 复合物后发生错误定位。

Terashima 等人使用酵母 2-杂交和免疫共沉淀分析以及荧光显微镜(2005) 表明人 FROUNT 与激活的 CCR2 的近膜 C 端结构域结合,并在趋化过程中促进细胞前部簇的形成。过表达放大了趋化因子引发的 PI3K(参见 601232)-RAC(602048)-片状足突起级联和随后的趋化性,而通过使用截短突变体或反义策略阻断 FROUNT 则减弱了 CCR2 信号传导。在小鼠腹膜炎模型中抑制 Frount 可抑制巨噬细胞浸润。寺岛等人(2005)提出FROUNT可能是慢性炎症性疾病的治疗靶点。

通过系统发育分析,Toda 等人(2009)发现CCR5(601373)的C端区域与CCR2具有高度同源性。酵母 2-杂交和免疫共沉淀分析表明,FROUNT 的 CCR2 结合结构域与 CCR2 和 CCR5 的 C 末端结合,但不与 CCR1(601159)、CCR3(601268) 或 CXCR4(162643) 的 C 末端结合。 CCL4(182284) 是一种 CCR5 配体,可在表达 CCR5 和完整 FROUNT 的细胞中诱导趋化性。户田等人(2009) 得出结论,FROUNT 是 CCR2 和 CCR5 的共同调节因子。

▼ 生化特征

晶体结构

在酿酒酵母中,Nup85 和 Seh1(609263) 构成七聚体 Nup84(NUP107) 复合物中的一个模块。布罗霍恩等人(2008) 以 3.5 埃的分辨率确定了酿酒酵母 Nup85 残基 1 至 564(共 744 个)和完整 Seh1 的复合体的结构。结构、生化和遗传分析将 Nup84 复合体定位在 2 个外围核孔复合体环中。布罗霍恩等人(2008) 建立了一个保守的三联元件,即祖先外壳元件 ACE1,它在几种核孔蛋白和囊泡外壳蛋白中重复出现,提供了共同祖先共同进化的结构证据。他们在与囊泡外壳的比较的基础上确定了定义 Nup84 复合体组织的相互作用,并通过诱变确认了位点。布罗霍恩等人(2008)提出核孔复合体支架,如囊泡涂层,由具有顶点和边缘的多边形组成,形成近膜晶格,为额外的核孔蛋白提供对接位点。

▼ 测绘

Scott(2001) 基于 NUP85 序列(GenBank AI970199) 和 17 号染色体克隆(GenBank AC022211) 之间的序列相似性,将 NUP85 基因对应到染色体 17q25。

寺岛等人(2005) 指出 NUP85 对应到染色体 17q25.1,靠近 CCL2 基因(158105)。

▼ 分子遗传学

Braun 等人对来自 3 个不相关家庭的 4 名患有 17 型肾病综合征(NPHS17; 618176) 的患者进行了研究(2018) 鉴定了 NUP85 基因(170285.0001-170285.0004) 中的纯合或复合杂合突变。这些突变是通过高通量靶向外显子测序发现的,并被证明在可用于研究亲本 DNA 的 2 个家族中是分离的。体外功能表达研究表明,大多数突变削弱了 NUP85 与 NUP160(607614) 的相互作用,并且无法完全挽救 nup85 缺失的非洲爪蟾胚胎中的异常肾脏形态,这与功能丧失一致。人类足细胞中 CRISPR/Cas9 介导的 NUP85 敲除增加了丝状伪足的形成,并与 Cdc42(116952) 活性增加相关,表明肌节蛋白和细胞骨架动力学发生了改变。 CRISPR/Cas9介导的斑马鱼胚胎中nup85基因的敲除导致了发育异常,包括小眼睛、体轴弯曲和水肿,以及早期致死。

▼ 动物模型

布劳恩等人(2018) 发现非洲爪蟾胚胎中 nup85 的吗啡啉敲除会导致前肾形态异常,这与肾小球发生的缺陷一致。人类野生型 NUP85 的表达挽救了该缺陷。 CRISPR/Cas9介导的斑马鱼胚胎中nup85基因的敲除导致了发育异常,包括小眼睛、体轴弯曲和水肿,以及早期致死。

▼ 等位基因变异体(4 个选定示例):

.0001 肾病综合征,17 型
NUP85、ALA477VAL

Braun 等人在一名 8 岁女孩(A5195) 中进行了研究,该女孩的父母是埃及近亲,患有 17 型肾病综合征(NPHS17; 618176)(2018) 在 NUP85 基因的外显子 15 中鉴定出纯合的 c.1430C-T 转换(c.1430C-T,NM_024844.4),导致高度保守的残基处由 ala477 替换为 val(A477V)。该突变是通过高通量靶向外显子测序发现的。在 gnomAD 数据库中未找到该变体。该患者有一个已故的妹妹,其表型与此相似;妹妹和父母的 DNA 无法用于隔离研究。 A477V mRNA 在 nup85 缺失的非洲爪蟾胚胎中的表达部分挽救了异常的肾脏形态,表明该等位基因可能具有一些残余功能。

.0002 肾病综合征,17 型
NUP85、ARG645TRP

Braun 等人对一名 11 岁男孩(A3259) 进行了研究,该男孩的父母是无亲缘关系的阿拉伯人,患有 17 型肾病综合征(NPHS17; 618176)(2018) 在 NUP85 基因的外显子 19 中鉴定出纯合的 c.1933C-T 转换(c.1933C-T,NM_024844.4),导致高度保守残基处的 arg645 至 trp(R645W) 取代。该突变是通过高通量靶向外显子测序发现的,与该家族中的疾病分离。该变异在 gnomAD 数据库(277,224 个等位基因中的 10 个)中以杂合状态出现频率较低。体外功能表达研究表明,R645W 突变削弱了 NUP85 与 NUP160 的相互作用(607614)。 R645W mRNA 在 nup85 缺失的非洲爪蟾胚胎中的表达无法挽救异常的肾脏形态,这表明它会导致功能丧失。

.0003 肾病综合征,17 型
NUP85、IVS5DS、G-A、+1

Braun 等人在 2 名同胞(NCR3227/NCR3310) 中,出生于欧洲血统的无关父母,患有 17 型肾病综合征(NPHS17; 618176)(2018) 鉴定了 NUP85 基因中的复合杂合突变:内含子 5(c.405+1G-A,NM_024844.4) 中的 G 到 A 转变,导致剪接位点改变,以及 c.1741G-C外显子 17 中的颠换,导致高度保守的残基处由 ala581 替换为 pro(A581P;170285.0004)。这些突变是通过高通量靶向外显子测序发现的,与家族中的疾病分开。 gnomAD 数据库中未发现这两种变体。剪接位点突变预计会导致外显子 5 的跳跃,从而导致移码和过早终止。体外功能表达研究表明,两种突变均削弱了 NUP85 与 NUP160 的相互作用(607614)。将突变 mRNA 表达到 nup85 缺失的非洲爪蟾胚胎中无法挽救异常的肾脏形态,这表明这两个等位基因都会导致功能丧失。

.0004 肾病综合征,17 型
NUP85、ALA581PRO

讨论 NUP85 基因外显子 17 中的 c.1741G-C 颠换(c.1741G-C,NM_024844.4),导致 ala581-to-pro(A581P) 取代,该取代在复合杂合状态中发现Braun 等人的 2 名同胞患有 17 型肾病综合征(NPHS17; 618176)(2018),参见 170285.0003。