APH1 同源物 A，伽马分泌酶亚基; APH1A

前咽缺陷 1，C. 线虫，A 的同源物

HGNC 批准的基因符号：APH1A

细胞遗传学位置：1q21.2 基因组坐标（GRCh38）：1:150,265,403-150,282,178（来自 NCBI）

▼ 描述

APH1 是一种多次跨膜蛋白，作为 γ-分泌酶复合物的功能成分，与早老素（参见 PSEN1，104311）和尼卡斯特林（NCSTN；605254）相互作用。γ-分泌酶复合物是许多膜蛋白的膜内蛋白水解所必需的，包括淀粉样β前体蛋白（APP; 104760）和 Notch（190198）。

▼ 克隆和表达

通过在序列数据库中搜索秀丽隐杆线虫 Aph1 基因的同源物，该基因携带前咽缺陷表型的突变，Goutte 等人（2002）鉴定了人类 APH1A 和 APH1B（607630）。预测的 251 个和 257 个氨基酸的 APH1A 和 APH1B 蛋白与线虫 Aph1 分别具有 33% 和 34% 的同一性。APH1A 已被 Lai 等人鉴定为 CGI-78（2000）。

弗朗西斯等人（2002）在线虫中鉴定出 2 个早老素增强子：Aph1 和 Pen2（607632）。通过搜索序列数据库，他们将 APH1A 和 APH1B 鉴定为 Aph1 的人类同源物，并在小鼠、斑马鱼和果蝇中鉴定了同源物。预测的 247 个氨基酸的 APH1A 蛋白包含 7 个跨膜结构域，与 APH1B 具有 59% 的同一性，与小鼠 Aph1a 具有 99% 的同一性。弗朗西斯等人（2002）还在人和小鼠中鉴定了 APH1A 的替代剪接形式，产生具有不同 C 末端的 265 个氨基酸的蛋白质。

李等人（2002）从胶质母细胞瘤 cDNA 文库中分离出 APH1A 和 APH1B cDNA。通过Western blot分析，他们表明APH1A的相对分子质量约为30 kD。

▼ 基因功能

Goutte 等人（2002）表明，Aph1 基因突变的线虫胚胎缺乏前咽，但可以发育出相对正常的后咽，这种表型与 Notch 通路成分突变相关的表型相似。在分析 Aph1 突变胚胎后，他们得出结论，Notch 成分 Aph2（尼卡斯特林）的细胞表面定位需要 Aph1 和早老素。

通过分析秀丽隐杆线虫突变表型，Francis 等人（2002）确定在胚胎模式和胚胎后种系增殖中，Aph1 和 Pen2 是 Glp1/Notch 介导的信号传导所必需的。他们观察到，人类 APH1 和 PEN2 基因部分挽救了线虫突变表型，表现出保守的功能。人类 APH1 和 PEN2 必须同时提供才能拯救突变表型，而包含 PSEN1 则可以改善拯救。弗朗西斯等人（2002）得出结论，APH1 和 PEN2 在同一过程中密切合作，促进早老素活性。Francis 等人使用 RNA 介导的干扰测定法灭活培养的果蝇细胞中的 Aph1、Pen2 或 nicastrin（2002）观察到β-APP和Notch底物的γ-分泌酶裂解减少以及加工的早老素水平减少。他们得出结论，APH1 和 PEN2 是 Notch 通路信号传导、β-APP 的 γ-分泌酶裂解和早老素蛋白积累所必需的。在评论中，Goutte（2002）讨论了 Francis 等人的贡献（2002）目前对早老素如何介导Notch跨膜受体和跨膜β-APP的γ-分泌酶裂解的理解。

Lee 等人使用免疫共沉淀和镍亲和力下拉方法（2002）表明哺乳动物 APH1A 和 APH1B 在体内与尼卡斯特林和早老素异二聚体物理相关。使用小干扰RNA灭活内源性APH1会导致早老素水平降低、γ-分泌酶底物积累以及γ-分泌酶产物减少。李等人（2002）假设 APH1 是 APP 和 Notch 膜内蛋白水解所需的 γ-分泌酶复合物的功能成分。

γ-分泌酶活性需要形成稳定的高分子量蛋白质复合物，该复合物除了内切蛋白水解的早老素片段形式外，还含有尼卡斯特林、APH1 和 PEN2 等必需辅因子。高杉等人（2003）表明果蝇 APH1 增加了复合物中果蝇早老素全蛋白的稳定性。通过 RNA 干扰消除 PEN2 可以防止早老素的内切蛋白水解，并促进果蝇和哺乳动物细胞（包括原代神经元）中全蛋白的稳定。果蝇 Pen2 与 Aph1 和 nicastrin 的共表达增加了早老素片段的形成以及 γ 分泌酶活性。因此，高杉等人（2003）得出结论，APH1 稳定了复合物中的早老素全蛋白，

▼ 基因结构

通过基因组序列分析，Lee 等人（2002）确定 APH1A 基因跨度为 3.6 kb。较长的 APH1A 同工型（APH1AL）由 7 个外显子编码，而较短的同工型（APH1AS）由 6 个外显子编码。

▼

通过辐射混合分析进行绘图，Francis 等人（2002）将 APH1A 基因定位到 1 号染色体。

▼ 生化特征

冷冻电子显微镜

γ-分泌酶复合物由早老素（PSEN1; 104311）、PEN2（PSENEN; 607632）、APH1AL 和 NCSTN 组成，是一种膜嵌入蛋白酶，通过底物裂解控制许多重要的细胞功能。卢等人（2014）报道了通过冷冻电子显微镜单颗粒分析确定的 4.5 埃分辨率的完整人类 γ-分泌酶复合物的 3 维结构。γ-分泌酶复合物包含一个马蹄形跨膜结构域，其中包含 19 个跨膜片段和一个来自尼卡斯特林的大细胞外结构域，该结构域位于跨膜马蹄形形成的中空空间的正上方。尼卡斯特林胞外结构域在结构上与以谷氨酸羧肽酶 PSMA 为代表的一大肽酶家族相似。