SEC31 同系物 A，COPII 涂层复合物成分; SEC31A

SEC31，酵母，A的同源物
SEC31-LIKE 1；SEC31L1
KIAA0905

HGNC 批准的基因符号：SEC31A

细胞遗传学位置：4q21.22 基因组坐标（GRCh38）：4:82,818,508-82,900,568（来自 NCBI）

▼ 描述

SEC31A 基因编码外壳蛋白复合物 II（COPII）的一个亚基，该亚基对于蛋白质从内质网（ER）到高尔基体的细胞转移至关重要（Jin 等人，2012 年，Halperin 等人总结，2019 年）。

▼ 克隆和表达

Nagase 等人通过对从大小分级的成人脑 cDNA 文库中获得的克隆进行测序（1998）克隆了 SEC31L1，他们将其命名为 KIAA0905。推导的蛋白质含有1,220个氨基酸。RT-PCR 在所有成人和胎儿组织以及所检查的特定大脑区域中检测到中等表达。

Tang 等人通过在 EST 数据库中搜索与酵母 Sec31 相似的序列，然后筛选胰腺 cDNA 文库（2000）克隆了 SEC31L1，他们将其称为 SEC31A。推导的 1,218 个氨基酸的蛋白质与酵母 Sec31 具有 25.8% 的同一性。它在其 N 末端包含 5 个 WD40 或 WD40 样重复序列，在其 C 末端一半包含富含脯氨酸的区域。Northern 印迹分析检测到大量且普遍表达的 4 kb 转录本。在大鼠肾细胞中，Sec31a 与 Sec13（SEC13L1；600152）共定位于内质网（ER）出口位点的囊泡-管状结构特征中。

在斑马鱼胚胎发生过程中，sec31a 在脊索、视顶盖、耳囊、锁骨和鳍中高度表达，表明在神经元和颅面发育中发挥重要作用（Halperin 等人的总结，2019）。

▼ 基因功能

通过对完整和透化的大鼠肾细胞中的 Sec31a 进行免疫染色，Tang 等人（2000）发现 Sec31a 与膜的结合并不紧密。通过将洗涤的细胞与胞质溶胶一起温育，Sec31a 与特定膜结构的结合得以恢复，这表明 Sec31a 被募集到膜上。在不可水解的 GTP 类似物存在下，Sec31a 的膜结合大大增强。唐等人（2000）证明 Sec31A 和 Sec13 发生免疫共沉淀，并且蛋白质存在于 600 至 700 kD 的复合物中。免疫耗竭研究表明，大鼠 Sec31a 是 ER 至高尔基体囊泡转运所必需的。

金等人（2012）发现小鼠胚胎干细胞中的 Sec31 被 Klhl12（614522）和 Cul3（603136） E3 泛素连接酶复合物单泛素化，这是 COPII 囊泡扩张以容纳大货物蛋白（例如前胶原）所必需的（参见 120150）。Klhl12 的 Sec31 结合突变体既不与 Sec31 共定位于细胞内囊泡，也不诱导大囊泡的形成。人类 HT1080 纤维肉瘤细胞中 KLHL12-CUL3 功能的破坏会损害 COPII 囊泡的扩张和胶原蛋白的输出，但对小 COPII 囊泡输出较小的货物没有影响。金等人（2012）得出结论，SEC31 的 KLHL12-CUL3 单泛素化是 COPII 囊泡扩张以容纳大或笨重的货物分子所必需的。

▼

通过辐射混合分析进行绘图，Nagase 等人（1998）将 SEC31L1 基因定位到 4 号染色体。

▼ 分子遗传学

Halperin 等人在 2 名同胞中，由近亲贝都因父母所生，患有 Halperin-Birk 综合征（HLBKS; 618651）（2019）在 SEC31A 基因（610257.0001）中发现了纯合移码突变。该突变是通过纯合性作图和全外显子组测序相结合发现的，与该家族中的疾病分离。对携带该突变的亲代细胞的分析表明，它导致无义介导的 mRNA 衰减和功能完全丧失。果蝇中该基因的敲低再现了表型（参见动物模型）。CRISPR/Cas9 介导的人 SH-SY5Y 神经母细胞瘤细胞中 SEC31A 基因的敲除导致细胞无法扩增以产生可行的克隆。与对照组相比，HEK293 细胞中该基因的敲低导致对 ER 应激的敏感性增加。

▼ 动物模型

Halperin 等人（2019）发现果蝇中 sec31a 的完全缺失会导致胚胎死亡，并与眼睛和大脑发育缺陷相关，这与神经发育异常一致。

▼ 等位基因变异体（1 个选定示例）：.

0001 HALPERIN-BIRK 综合征（1 个家族）
SEC31A、2-BP DUP、2776TA
Halperin 等人在 2 名同胞中，由近亲贝都因父母所生，患有 Halperin-Birk 综合征（HLBKS; 618651）（2019）在 SEC31A 基因的外显子 22 中发现了纯合 2 bp 重复（c.2776_2777dupTA, NM_001318120），导致移码和提前终止（Ala927fsTer61）。该突变是通过纯合性作图和全外显子组测序相结合发现的，与该家族中的疾病分离。在 1000 个基因组计划、外显子组测序计划、gnomAD 数据库或 250 个内部贝都因人对照样本中均未发现该基因。对携带该突变的亲代细胞的分析表明，它导致无义介导的 mRNA 衰减和功能完全丧失。