KELCH-LIKE 24; KLHL24

  • GLUR6 的红藻氨酸受体相互作用蛋白;KRIP6

HGNC 批准的基因符号:KLHL24

细胞遗传学位置:3q27.1 基因组坐标(GRCh38):3:183,635,618-183,684,518(来自 NCBI)

▼ 克隆和表达

Laezza 等人(2007) 使用 GluR6(138244) 的 C 末端结构域(一种在中枢神经系统突触中发现的红藻氨酸受体)作为大鼠前脑 cDNA 文库的酵母 2 杂交筛选中的诱饵,并鉴定出一种新的蛋白质 KLHL24,他们将其称为 KRIP6。KLHL24 在 N 末端附近包含一个 BTB/POZ 结构域,后跟一个 BACK 结构域和 6 个连续的 kelch 重复序列。BTB/POZ 结构域是锌指和蛋白质-蛋白质二聚化结构域。BACK 结构域类似于蛋白质泛素化的底物特异性接头,6 个 kelch 重复序列可能形成 β 螺旋桨结构。原位杂交和免疫组化实验表明,KLHL24在大鼠脑中广泛表达,特别是在皮质和海马中,GluR6的表达也很突出。

通过 RT-PCR,Lin 等人(2016) 检测到人类 KLHL24 在代表性成人组织(包括皮肤)中普遍表达。小鼠皮肤和脑组织的免疫沉淀分析与之前的报道一致,即 Klhl24 在大脑皮层中的表达水平高于皮肤。

他等人(2016) 在人类皮肤和皮肤细胞中使用 RT-PCR,发现 KLHL24 在所有主要皮肤细胞类型中表达,包括角质形成细胞、真皮成纤维细胞和黑素细胞。通过免疫荧光染色,在细胞内和细胞外周检测到 KLHL24,它与桥粒斑蛋白(DSP;125647) 和 E-钙粘蛋白(CDH1;192090) 部分共定位。

▼ 测绘

Scott(2007) 根据 KLHL24 序列(GenBank AC068769) 与基因组序列(build 36.2) 的比对,将 KLHL24 基因对应到染色体 3q27.1。

▼ 基因功能

Laezza 等人(2007) 通过在 COS-7 细胞中共表达表位标记的 KLHL24 和 GluR6,证实了 KLHL24 和 GluR6 之间的体内相互作用。这两种蛋白质以核周模式共定位。免疫共沉淀实验还表明这两种蛋白质相互作用。KLHL24 和 GluR6 的共表达改变了膜片钳实验中观察到的电流,表明 KLHL24 与 GluR6 的结合改变了通道操作。KLHL24 的过度表达减少了海马神经元中诱发的内源性红藻氨酸受体介导的反应。莱扎等人(2007) 推测高水平的 KLHL24 可能通过抑制红藻氨酸受体介导的峰值电流来保护谷氨酸高频释放期间的神经元。

在小鼠角质形成细胞中,Lin 等人(2016) 观察到 Klhl24 的 mRNA 水平在分化过程中显着增加,其程度与角质形成细胞分化标记物 Lor(152445) 和 Krt10(148080) 相似。此外,Krt14(148066) 蛋白质水平在分化后显着下降,mRNA 水平略有增加,表明蛋白质降解。HEK293T 细胞中 KLHL24 表达量的增加导致 KRT14 丰度随之出现剂量依赖性下降,而 HaCaT 细胞中 KLHL24 的敲低则显着增加了 KRT14 蛋白水平。对来自患者(参见分子遗传学)和对照的人类皮肤样本进行的 FISH 检测显示,基底层角质形成细胞中的 KLHL24 表达低于基底层角质形成细胞,这与 KRT14 表达的模式相反。林等人。

▼ 分子遗传学

Lin 等人在 5 名无关的患有全身性大疱性表皮松解症并伴有疤痕和脱发的患者中(EBS6; 617294)(2016) 鉴定了 KLHL24 基因(611295.0001-611295.0003) 起始密码子突变的杂合性。对转染的 HEK293T 细胞的分析表明,所有 3 个突变均导致 N 末端截短的蛋白质缺乏前 28 个氨基酸,并且 met29 作为替代起始位点。尽管患者 mRNA 水平与对照相当,但 HaCaT 细胞的转染研究表明,与野生型相比,突变体的蛋白质水平明显更高;进一步的实验表明,KLHL24 突变体消除了自身泛素化,从而增强了蛋白质稳定性和更高的丰度。在确定KRT14为KLHL24的候选泛素化底物后,作者观察到,与对照组相比,患者皮肤样本中的 KRT14 水平显着降低,并指出 KRT5(148040) 水平也低于对照组。林等人(2016) 的结论是,KLHL24 是 KRT14 的 E3 连接酶,这些功能获得性变异会诱导 KRT14 过度泛素化和降解,导致 KRT14 丢失和皮肤脆弱。

He 等人在 10 个患有全身性 EBS 的无关家庭中(2016) 鉴定了 KLHL24 起始密码子突变的杂合性;其中 9 个家庭的受影响个体患有复发性 c.1A-G 突变(611295.0001),1 名患者患有 c.2T-C 转变(611295.0004)。对患者角质形成细胞进行的 RT-PCR 显示,突变并未导致转录减少或 mRNA 衰减;然而,与对照角质形成细胞相比,免疫染色显示细胞质和细胞外周的 KLHL24 信号减少。在培养的患者角质形成细胞中,KRT14 染色显得杂乱、不规则和碎片化,而 KRT5、微管蛋白和肌节蛋白则没有显着变化。在热应激的患者角质形成细胞中,KRT14 异常更加明显,出现核周分布和碎片,表明应激诱导后解聚增加,而对照细胞变化很小。此外,热应激后对照细胞中泛素化蛋白的总体丰度增加,但在患者细胞中没有显着变化。He 等人注意到应激激活激酶 p38 的磷酸化增强(参见 600289)以及突变角质形成细胞的细胞凋亡增加 2 倍(2016) 表明,KLHL24 突变的存在可能会扰乱 KRT14 的泛素化和随后的蛋白酶体降解,从而导致细胞应激和细胞凋亡。免疫印迹显示突变角质形成细胞的细胞裂解物中 KRT5 和 KRT14 的含量比对照高 1.5 至 2 倍,并且与对照相比,患者皮肤和角质形成细胞中 KRT15(148030) 的表达也强烈上调。与 Lin 等人的研究结果相反(2016),何等人(2016) 观察到,虽然 HaCaT 角质形成细胞中正常 KLHL24 的重组过表达促进了 KRT14 降解,但突变型 KLHL24 显示出比野生型分子更低的活性。后者的作者得出结论,KLHL24 突变会导致皮肤脆弱,并且 KLHL24 在维持皮肤完整性所需的中间丝稳定性和降解之间的平衡方面发挥着作用。

▼ 动物模型

林等人(2016) 生成了具有 KLHL24 c.3G-T 突变(611295.0002) 的敲入小鼠,并观察到与野生型同窝小鼠相比,体重更低、体型更小,并且与年龄相关的脱发更明显。Klhl24 缺失的小鼠看起来非常正常,Klhl24 缺失的小鼠或携带 c.3G-T 变体的小鼠均未表现出皮肤脆弱的迹象。

▼ 等位基因变体(4 个选定示例):.

0001 大疱性表皮松解症 6,广义,伴有疤痕和脱发
KLHL24、VAL2-MET29 DEL、1A-G
Lin 等人在 3 名患有全身性单纯性大疱性表皮松解症(EBS6; 617294) 的无血缘关系的中国汉族个体中(2016) 鉴定了 KLHL24 基因起始密码子中从头 c.1A-G 转变(c.1A-G, NM_017644.3) 的杂合性,导致 met1 翻译起始点的取消。对转染 HEK293T 细胞的分析表明,该突变导致 N 末端截短的蛋白质缺少前 28 个氨基酸,并证明 met29 可作为替代起始位点(val2_met29del)。在先证者未受影响的父母、内部数据库或 dbSNP、1000 基因组计划、NHLBI 外显子组变异服务器或 ExAC 数据库中均未发现该突变。其中一名患者的女儿出生后不久就因大面积皮肤剥脱和继发感染而死亡。

He 等人在来自 9 个患有全身性 EBS 的无亲缘关系家庭的受影响个体中,其中包括德国 5 例、芬兰 1 例、瑞士 1 例、意大利 1 例、卡塔尔 1 例(2016) 鉴定了 KLHL24 基因中反复出现的 c.1A-G 转变的杂合性。正常和突变 KLHL24 的重组表达证实 c.1A-G 突变导致截短肽的翻译,表明 met29 用于起始翻译。该突变在每个家族中与疾病完全分离,并且在 dbSNP、1000 Genomes、Exome Variant Server 或 ExAC 数据库中未发现。其中 3 个家庭显示出常染色体显性遗传,其中包括一名瑞士父亲和 2 个女儿、一名德国母亲和女儿以及一名意大利父亲和儿子。

.0002 单纯性大疱性表皮松解症 6,全身性,伴有疤痕和脱发
KLHL24,VAL2-MET29 DEL,3G-T
在一名患有全身性大疱性表皮松解症(EBS6;617294) 的 7 岁汉族男孩中,Lin 等人(2016) 鉴定了 KLHL 基因起始密码子中从头 c.3G-T 颠换(c.3G-T, NM_017644.3) 的杂合性,导致 met1 翻译起始点的废除。对转染 HEK293T 细胞的分析表明,该突变导致 N 末端截短的蛋白质缺少前 28 个氨基酸,并证明 met29 可作为替代起始位点(val2_met29del)。在他未受影响的父母、内部数据库、dbSNP、1000 基因组计划、NHLBI 外显子组变异服务器或 ExAC 数据库中均未发现该突变。

.0003 单纯性大疱性表皮松解症 6,全身性,伴有疤痕和脱发
KLHL24,VAL2-MET29 DEL,3G-A
在一名患有全身性大疱性表皮松解症(EBS6;617294) 的 5 岁以色列犹太男孩中,Lin 等人(2016) 鉴定了 KLHL 基因起始密码子中从头 c.3G-A 转换(c.3G-A, NM_017644.3) 的杂合性,导致 met1 翻译起始点的废除。对转染 HEK293T 细胞的分析表明,该突变导致 N 末端截短的蛋白质缺少前 28 个氨基酸,并证明 met29 可作为替代起始位点(val2_met29del)。在他未受影响的父母、内部数据库、dbSNP、1000 基因组计划、NHLBI 外显子组变异服务器或 ExAC 数据库中均未发现该突变。

.0004 单纯性大疱性表皮松解症 6,全身性,伴有疤痕和脱发
KLHL24,VAL2-MET29 DEL,2T-C
在一名患有全身性大疱性表皮松解症(EBS6;617294) 的 4 岁瑞士男孩中,He 等人(2016) 鉴定了 KLHL 基因起始密码子中从头 c.2T-C 转变(c.2T-C, NM_017644.3) 的杂合性,导致 met1 翻译起始点的废除。正常和突变 KLHL24 的重组表达证实 c.2T-C 突变导致截短肽的翻译,表明 met29 用于起始翻译(val2_met29del)。在他未受影响的父母或未受影响的兄弟中,或者在 dbSNP、1000 Genomes、Exome Variant Server 或 ExAC Browser 数据库中均未发现该突变。