磷脂酶 D 家族，成员 6

PLD6 是磷脂酶 D 酶家族（ EC 3.1.4.4 ） 的线粒体成员。PLD6 在线粒体的细胞质表面将心磷脂转化为磷脂酸，从而诱导线粒体融合（ Choi et al., 2006 ）。

▼ 克隆与表达

通过在基因组数据库中搜索编码催化 HKD 基序的序列，如 PLD1（ 602382 ），Choi 等人（2006）确定了 PLD6，他们称之为 MitoPLD。推导出的 252 个氨基酸蛋白包含一个 N 端线粒体靶向信号，然后是一个保守的 RGV 基序和一个带有活性位点 his156 的单个 HKD 半催化位点。数据库分析表明，MitoPLD 是一种高度分化的祖先酶，与细菌心磷脂合酶和细菌核酸内切酶 Nuc 最相似。在转染的细胞系中，荧光标记的 MitoPLD 定位于线粒体。蛋白质印迹分析仅检测到全长 MitoPLD，表明线粒体靶向信号没有被切割，而是起到膜锚的作用。蛋白酶消化实验证实 MitoPLD 定位于线粒体外膜。

▼ 基因功能

Choi 等人使用 SDS-PAGE（2006）发现表位标记的 MitoPLD 免疫沉淀为二聚体。MitoPLD 在小鼠成纤维细胞中的过表达导致增大的核周线粒体聚集。具有催化组氨酸失活或通过短发夹 RNA 敲低内源性 MitoPLD 的突变 MitoPLD 导致正常管状线粒体结构的片段化。线粒体融合蛋白 Mfn1（ 608506 ） 和 Mfn2（ 608507 ） 的敲除），但单独的有丝分裂都不能消除 MitoPLD 诱导的线粒体聚集体的形成。MitoPLD 过表达导致心磷脂线粒体含量降低和磷脂酸增加。在脂质体中重组的重组 MitoPLD 将心磷脂转化为磷脂酸，并且需要活性位点 his156。

Huang 等人使用 NIH 3T3 细胞（2011）发现 MitoPLD 的过表达将 Lpin1（ 605518 ） 的 b 亚型募集到线粒体表面，导致磷脂酸去磷酸化生成二酰基甘油并终止磷脂酸依赖性线粒体融合。HeLa 细胞的敲低和过表达研究分别证实了 MitoPLD 和 LPIN1 在线粒体融合和裂变中的相反作用。

伊普萨罗等人（2012）产生了小鼠西葫芦同源物（mZuc，也称为 PLD6） 的二聚体可溶性片段，并表明它具有单链特异性核酸酶活性。晶体结构和其他数据导致Ipsaro 等人（2012 年）得出结论，西葫芦蛋白在初级 PIWI（见605571）中作为核酸酶相互作用 RNA（piRNA） 生物发生，可能产生初级 piRNA 的 5 元末端。

▼ 生化特征

晶体结构

伊普萨罗等人（2012）以 1.75 埃的分辨率解决了小鼠 Pld6 的晶体结构。该结构表明与磷脂酶-D 家族核酸酶的结构相似性大于与磷脂酶的相似性。

西岛苏等人（2012）以 1.75 埃的分辨率解决了黑腹果蝇 Zuc 的晶体结构。该结构显示，Zuc 在二聚体界面处有一个带正电荷的狭窄催化槽，可以容纳单链 RNA，但不能容纳双链 RNA。果蝇和小鼠 Zuc（也称为 Pld6 和 MitoPLD）在体外均显示出对单链 RNA 的核糖核酸内切酶活性。RNA 裂解产物带有一个 5-prime-monophosphate 基团，这是成熟 piRNA 的标志。突变分析表明，果蝇 Zuc 的保守活性位点残基对于体外核糖核酸酶活性以及体内 piRNA 成熟和转座子沉默至关重要。西岛苏等人（2012）提出了动物种系中 piRNA 生物发生的模型，其中 Zuc 核糖核酸内切酶在 piRNA 初级成熟中起关键作用。

▼ 测绘

Hartz（2012）根据 PLD6 序列（GenBank AK090899 ） 与基因组序列（GRCh37） 的比对，将 PLD6 基因对应到染色体 17p11.2。

▼ 动物模型

黄等人（2011）发现 MitoPLD -/- 小鼠以预期的孟德尔比率出生，与野生型无法区分。然而，雄性 MitoPLD -/- 小鼠不育，MitoPLD -/- 睾丸体积缩小，缺乏减数分裂后精母细胞和精子细胞。小管内的细胞出现凋亡，染色体物质杂乱无章。减数分裂停滞伴随着线粒体神经元或线粒体间水泥的丧失，以及 Tdrd1（ 605796 ） 的缺失，它是 Piwi（参见 PIWIL1；605571）相互作用 RNA（piRNA） 通路的一个组成部分，用于控制转座子产生的基因组损伤。黄等人（2011）得出的结论是，由 MitoPLD 产生的线粒体表面磷脂酸募集或激活对 piRNA 产生和基因组稳定性至关重要的细微成分。