线粒体中间肽酶； MIPEP

HGNC 批准的基因符号：MIPEP

细胞遗传学位置：13q12.12 基因组坐标（GRCh38）：13:23,730,188-23,889,447（来自 NCBI）

MIPEP 基因编码线粒体中间肽酶（MIP；EC 3.4.24.59），它执行处理针对线粒体基质或内膜的特定类别核编码蛋白的最后步骤（Kalousek 等，1992）。

▼ 克隆和表达

Isaya 等人（1992）克隆并测序了大鼠肝脏 MIP。Chew 等人使用大鼠 MIP cDNA 作为探针（1997）从人肝脏 cDNA 文库中分离出一种 cDNA，称为 MIPEP。MIPEP开放解读码组编码713个氨基酸的蛋白质，与大鼠MIP同源性为92%，与酵母MIP同源性为54%。Northern印迹分析表明，2.4-kb mRNA在人体组织中存在差异表达，其中在心脏、骨骼肌和胰腺这3个经常受OXPHOS疾病影响的器官系统中表达水平最高。

▼ 基因功能

Chew 等（1997）发现，与酵母 MIP 一样，人类 MIP 主要参与氧化磷酸化（OXPHOS）相关蛋白的成熟。

Friedreich 共济失调（FRDA; 229300）是一种神经退行性疾病，通常由线粒体蛋白共济蛋白（FXN; 606829）缺乏引起。在酿酒酵母中，共济蛋白（YFH1）酵母同源物的缺乏导致线粒体铁积累，这表明共济蛋白是线粒体铁稳态所必需的，并且 FRDA 是由线粒体铁超载继发的氧化损伤引起的。布兰达等人（1999）表明 YFH1 与酵母线粒体中间肽酶（YMIP）发生功能性相互作用，YMIP 是亚铁螯合酶（612386）和其他铁利用蛋白成熟所需的金属蛋白酶。YMIP 在体外被亚铁激活，YMIP 活性丧失会导致线粒体铁耗竭，这表明 YMIP 是反馈循环的一部分，其中铁刺激 YMIP 底物的成熟，进而促进线粒体铁的吸收。与这一建议一致，在缺乏酵母共济蛋白同源物的突变体中，YMIP 具有活性并促进线粒体铁积累，而该突变体中 YMIP 的基因失活导致线粒体铁水平降低 2 倍。布兰达等人（1999）提出YFH1通过促进铁输出直接维持线粒体铁稳态，并通过调节铁水平和YMIP活性间接维持线粒体铁稳态，从而促进线粒体铁吸收。作者认为，人类 MIP 可能导致共济蛋白缺乏的功能影响和 FRDA 的临床表现。与这一建议一致，在缺乏酵母共济蛋白同源物的突变体中，YMIP 具有活性并促进线粒体铁积累，而该突变体中 YMIP 的基因失活导致线粒体铁水平降低 2 倍。布兰达等人（1999）提出YFH1通过促进铁输出直接维持线粒体铁稳态，并通过调节铁水平和YMIP活性间接维持线粒体铁稳态，从而促进线粒体铁吸收。作者认为，人类 MIP 可能导致共济蛋白缺乏的功能影响和 FRDA 的临床表现。与这一建议一致，在缺乏酵母共济蛋白同源物的突变体中，YMIP 具有活性并促进线粒体铁积累，而该突变体中 YMIP 的基因失活导致线粒体铁水平降低 2 倍。布兰达等人（1999）提出YFH1通过促进铁输出直接维持线粒体铁稳态，并通过调节铁水平和YMIP活性间接维持线粒体铁稳态，从而促进线粒体铁吸收。作者认为，人类 MIP 可能导致共济蛋白缺乏的功能影响和 FRDA 的临床表现。布兰达等人（1999）提出YFH1通过促进铁输出直接维持线粒体铁稳态，并通过调节铁水平和YMIP活性间接维持线粒体铁稳态，从而促进线粒体铁吸收。作者认为，人类 MIP 可能导致共济蛋白缺乏的功能影响和 FRDA 的临床表现。布兰达等人（1999）提出YFH1通过促进铁输出直接维持线粒体铁稳态，并通过调节铁水平和YMIP活性间接维持线粒体铁稳态，从而促进线粒体铁吸收。作者认为，人类 MIP 可能导致共济蛋白缺乏的功能影响和 FRDA 的临床表现。

周等人（2000）证明MIPEP可以补充缺乏YMIP的酵母敲除突变体，证明这些基因是功能同源物。引物延伸分析确定了 MIPEP 基因的一个主要转录本，该转录本差异表达且主要在高耗氧组织中表达。脑组织的 Northern 印迹分析检测到 MIPEP 在所有测试区域均一表达，而 FXN 在小脑和脊髓中过度表达，在枕叶和额叶中表达较弱。

▼ 基因结构

Chew 等人通过基因组序列分析（2000）确定 MIPEP 基因跨度为 57 kb，包含 19 个外显子。

▼ Mapping

Chew 等人（1997）通过荧光原位杂交将 MIPEP 基因定位到染色体 13q12。通过多点连锁分析，Chew 等人（2000）将 MIPEP 基因定位在 13q12 标记 D13S283 和 D13S217 之间 7 cM 的间隔内。

▼ 分子遗传学

Eldomery 等人在 4 名患有联合氧化磷酸化缺陷 31（COXPD31; 617228）的无关儿童中进行了研究（2016）鉴定了 MIPEP 基因（602241.0001-602241.0006）中的纯合或复合杂合突变。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并在有父母 DNA 的家庭中与疾病分离。MIPEP 基因有 5 个错义突变、1 个无义突变和 1 个大缺失。使用酵母同源物 Oct1 进行的体外功能表达测定表明，错义突变具有有害影响。酵母突变 L339F（人 L306F；602241.0003）和 K376E（人 K343E；602241.0005）导致 Oct1 蛋白酶活性严重降低，并积累未加工的 Oct1 底物，导致呼吸生长条件下的活力受损。L83Q（人类 L71Q；602241.0002）突变体未能定位于线粒体并完全废除了 Oct1 加工。研究结果与功能丧失一致。患者有发育迟缓、肌张力低下、左心室致密化不全和不同程度的癫痫发作；3名患者在2岁前死亡。

Pulman 等人在一名患有 COXPD31 的 20 岁男性中进行了研究（2021）鉴定了 MIPEP 基因中的复合杂合突变（602241.0003 和 602241.0007），这些突变与家族中的疾病分离。对患者成纤维细胞的评估表明，MIP 蛋白减少，OXPHOS 复合物 I、IV 和 V 丰度减少，表明 MIP 是 OXPHOS 丰度的重要调节因子。普尔曼等人（2021）显示患者成纤维细胞中线粒体大亚基蛋白 bL12m（MRPL12; 602375）的长亚型积累，表明 MIP 介导的加工受到抑制。普尔曼等人（2021）进一步证明了 MIP 介导的 7 种被预测为 MIP 底物的蛋白质加工受损，包括 OXPHOS 复合物 I 亚基 NDUFV2（600532）和 NDUFS8（602141）、复合物 II 亚基 SDHA（600857），

▼ 等位基因变体（7 个选定示例）：

.0001 组合氧化磷酸化缺陷 31
MIPEP、LEU582ARG
Eldomery 等人在一名合并氧化磷酸化缺陷 31（COXPD31; 617228）的 4.5 岁男孩（患者 1）中进行了研究（2016）鉴定了 MIPEP 基因中的复合杂合错义突变：c.1745T-G 颠换（c.1745T-G，NM_005932），导致 leu582-to-arg（L582R）取代，以及 c.212T-A 颠换，导致 leu71-to-gln（L71Q; 602241.0002）取代。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。千人基因组计划、dbSNP、外显子组变异服务器或 ExAC 数据库中均不存在这两种突变。两种突变都发生在高度保守的残基处。使用酵母同源物 Oct1 进行的体外功能表达测定表明，L83Q（人 L71Q）突变体未能定位于线粒体并完全废除了 Oct1 加工。这些发现与该突变的功能丧失效应一致。未进行 L582R 突变的功能研究。

.0002 联合氧化磷酸化缺陷 31
MIPEP，LEU71GLN
讨论 MIPEP 基因中的 c.212T-A 颠换（c.212T-A，NM_005932），导致 leu71 至 gln（L71Q）取代，该取代在联合氧化磷酸化缺陷患者的复合杂合状态中发现 - 31（COXPD31；617228），Eldomery 等人（2016），参见 602241.0001。

.0003 组合氧化磷酸化缺陷 31
MIPEP、LEU306PHE（rs143912947）
Eldomery 等人在一名患有联合氧化磷酸化缺陷 31（COXPD31; 617228）的欧洲裔女孩（患者 2）中进行了研究（2016）鉴定了 MIPEP 基因中的复合杂合突变：c.916C-T 转变（c.916C-T, NM_005932），导致保守残基处 leu306 到 phe（L306F）取代，以及 c.1804G-T 颠换，导致 glu602 到 ter（E602X; 602241.000） 4）替代。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。杂合L306F突变在ExAC数据库中发现频率较低（8.2 x 10（-6）），而E602X在千人基因组计划、dbSNP、外显子组变异服务器或ExAC数据库中未发现。

Pulman 等人在一名患有 COXPD31 的 20 岁男性中进行了研究（2021）鉴定了 MIPEP 基因中的复合杂合突变：L306F 和内含子 17 中的 c.1970+2T-A 颠换（602241.0007），预计会导致移码和提前终止（Ala658fsTer38）。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。对患者的 cDNA 进行测序表明，异常转录物在外显子 17 后保留了 8 个核苷酸，可能导致蛋白质被截短。对患者成纤维细胞的评估表明，MIP 减少，并且大线粒体亚基蛋白 bL12m 的长亚型异常积累，表明 MIP 介导的加工受到抑制。普尔曼等人。

.0004 组合氧化磷酸化缺陷 31
MIPEP，GLU602TER
用于讨论 MIPEP 基因中的 c.1804G-T 颠换（c.1804G-T，NM_005932），导致 glu602 至 ter（E602X）取代，该替换在患有组合氧化磷酸化的患者中以复合杂合状态发现Eldomery 等人的 lation 缺陷 31（COXPD31；617228）（2016），参见 602241.0003。

.0005 联合氧化磷酸化缺陷 31
MIPEP, LYS343GLU
Eldomery 等人在一名埃及近亲出生的男孩（患者 3）中发现了联合氧化磷酸化缺陷 31（COXPD31；617228）（2016）鉴定了 MIPEP 基因中的纯合 c.1027A-G 转换（c.1027A-G，NM_005932），导致高度保守残基处的 lys343 至 glu（K343E）取代。该突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实；由于缺乏父母 DNA，无法进行家庭隔离研究。千基因组计划、dbSNP、外显子组变异服务器或 ExAC 数据库中不存在该突变。使用酵母同源物 Oct1 进行的体外功能表达测定表明，K376E（人 K343E）突变导致 Oct1 蛋白酶活性严重降低，并积累未加工的 Oct1 底物，

.0006 联合氧化磷酸化缺陷 31
MIPEP、HIS512ASP
在一名患有联合氧化磷酸化缺陷 31（COXPD31；617228）的男性婴儿（患者 4）中，Eldomery 等人（2016）鉴定了 MIPEP 基因缺陷的复合杂合性：c.1534C-G 颠换（c.1534C-G，NM_005932）导致高度保守残基处的 his512-to-asp（H512D）取代，以及包含该 MIPEP 基因的 13q12.12 的 1.4 Mb 缺失。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。ExAC数据库中发现杂合H512D突变的频率较低（3.2 x 10（-5））。尚未进行 H512D 变体的功能研究。

.0007 组合氧化磷酸化缺陷 31
MIPEP, IVS17DS, TA, +2（rs773688171）
用于讨论 MIPEP 基因内含子 17 中的 c.1970+2T-A 颠换（c.1970+2T-A, NM_005932.3），预计会导致移码和过早终止（Ala658fsTer38），由 Pulman 等人在患有联合氧化磷酸化缺陷 31（COXPD31；617228）的患者中发现，处于复合杂合状态（2021），参见 602241.0003。