碳酸酐酶XII； CA12

CA XII

HGNC 批准的基因符号：CA12

细胞遗传学位置：15q22.2 基因组坐标（GRCh38）：15:63,321,378-63,381,846（来自 NCBI）

▼ 说明

CA12基因编码碳酸酐酶XII。碳酸酐酶（EC 4.2.1.1）是一种锌金属酶，可催化二氧化碳水合为碳酸氢盐和质子。有关 CA 系列的背景信息，请参阅 114800。

▼ 克隆与表达

沙欣等人（1995）证明自体宿主中的肿瘤免疫原性是一种普遍现象，人类肿瘤的免疫原性不是由于单一抗原的表达，而是由多种抗原赋予。在一项实验中，他们用自体患者的血清筛选了源自肾细胞癌（RCC）的 cDNA 表达文库。作者分离了 7 个克隆，其中一个代表了一种与碳酸酐酶的保守区域和功能域相似的新基因。

图雷西等人（1998）克隆了 Sahin 等人鉴定的基因（1995）来自 RCC 并将其命名为 CA XII。cDNA 序列编码推导的 354 个氨基酸的蛋白质，预测分子量为 39,448 Da，具有 I 型膜蛋白的特征。胞外 CA 结构域与已知的人类 CA 具有 30% 至 42% 的相似性，包含活性 CA 中发现的所有 3 个锌结合组氨酸残基，并包含 2 个潜在的天冬酰胺糖基化位点。CA XII cDNA 在哺乳动物细胞中的表达产生了 43 至 44 kD 双联体；用 PNGase（糖苷内切酶）F 处理产生单一 39-kD 产物。重组CA XII 具有明显的催化活性。通过 Northern 印迹分析，作者在正常人肾、结肠和活化淋巴细胞中检测到 4.5 kb CA XII 转录本。他们发现，与相应的正常肾组织相比，CA XII 在 10% 的透明细胞肾癌中过度表达。测序显示源自 RCC 的 cDNA 与从正常肾脏分离的 CA XII cDNA 之间没有差异。

孤立地，伊万诺夫等人（1998）鉴定并克隆了 CA12 cDNA。该 cDNA 含有一个 1,062 bp 的 ORF、一个 115 bp 5 引物非翻译区（UTR）和一个 1,591 bp 3 引物 UTR。与 Tureci 等人分离的 CA12 cDNA 相比（1998），该 cDNA 在 5-prime UTR 中多包含 108 bp。Ivanov 等人通过使用许多基于网络的生物信息学服务器来分析其 cDNA 并推导出蛋白质序列（1998）确定了与 α-CA 基因家族成员的高度同源性。推导的蛋白质序列被归类为 1 次跨膜 CA，在胞外 CA 模块中具有明显完整的催化结构域。Northern印迹分析显示CA12在结肠、肾脏和前列腺中高表达，在胰腺、卵巢和睾丸中中度表达。

廖等人（2003）发现跨膜碳酸酐酶 IX（CA9; 603179）和碳酸酐酶 XII 在睫状细胞中表达，因此可能参与房水的产生。他们认为CA12可能是青光眼的靶基因。

费尔德斯坦等人（2010）证明 CA12 在皮肤中表达，并在汗腺的电解质转移中发挥作用。

李等人（2016）发现 CA12 基因在人类汗腺重吸收导管细胞的基底外侧室中表达。CA12 还显示出细支气管上皮的顶端定位，并在鼻上皮细胞中表达。这些发现表明 CA12 可能在重吸收和分泌上皮膜中具有替代作用。

▼ 测绘

通过荧光原位杂交，Tureci 等人（1998）和伊万诺夫等人（1998）将 CA12 基因分配给染色体 15q22。

▼ 分子遗传学

Feldshtein 等人通过对染色体 15q22 纯合性区域内的候选基因进行测序（2010）在患有孤立性多汗症的以色列贝都因家庭受影响成员（HYCHL; 143860）中发现了 CA12 基因纯合突变（E143K; 603263.0001）。该表型相对较轻，特点是出汗后可见盐沉淀、偶发性低钠性脱水、婴儿期喂养不良和体重增加缓慢。所有受影响的个体在一岁后都具有正常的生长和发育。该突变轻微降低了碳酸酐酶的活性，但引起了氯介导的酶负反馈调节的巨大变化，导致汗液中氯离子分泌过多。

Muhammad 等人通过全基因组连锁分析，然后对 3 个存在汗液盐消耗的贝都因血亲家族进行候选基因测序（2011）鉴定了 CA12 基因中 E143K 突变的纯合性。

Lee等人在来自2个不相关家庭的3名孤立性多汗症患者中，排除了CFTR基因（602421）的突变（2016）鉴定了 CA12 基因的双等位基因突变（603263.0002-603263.0004）。这些突变是通过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。对患者细胞的研究和体外功能表达研究与功能丧失效应一致。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 多氯汗症，孤立的
CA12，GLU143LYS

Feldshtein 等人在患有常染色体隐性遗传性孤立性多汗症（HYCHL; 143860）的以色列贝都因近亲亲属中受影响（2010）鉴定了 CA12 基因外显子 4 中的纯合 427G-A 转换，导致第三个锌配体结构域附近的高度保守区域发生 glu143 到 lys（E143K）取代。与野生型相比，突变酶显示出约 70% 的残余活性，并且被乙酰唑酰胺高度抑制。然而，与野生型蛋白相比，突变蛋白对阴离子（包括氯离子、溴离子和碘离子）的抑制更加敏感。因此，该突变轻微降低了碳酸酐酶的活性，但引起了氯离子介导的酶负反馈调节的巨大变化，导致汗液中氯离子分泌过多。在 300 名贝都因对照中的 1 名中发现了该突变的杂合性。该表型相对较轻，特点是出汗后可见盐沉淀、偶发性低钠性脱水、婴儿期喂养不良和体重增加缓慢。所有受影响的个体在一岁后都具有正常的生长和发育。

Muhammad 等人通过全基因组连锁分析，然后对 3 个存在汗液盐消耗的贝都因血亲家族进行候选基因测序（2011）鉴定了 E143K 突变的纯合性。预计这种取代会破坏第二配位壳的定位，导致蛋白质-金属亲和力降低并削弱催化活性。192 名贝都因人对照中的 3 人发现了杂合突变（频率为 0.78%）。这3个家庭来自同一氏族，与Feldshtein等人报道的亲属没有血缘关系（2010）。

.0002 多氯汗症，孤立
CA12，IVSAS10，GA，-1（rs148438059）

在一名患有常染色体隐性遗传性孤立性多汗症（HYCHL; 143860）的 25 岁女性（A 族）中，Lee 等人（2016）鉴定了 CA12 基因中的复合杂合突变：内含子 10（c.908-1G-A, NM_001218.4）中的 G 到 A 转变，被证明会导致剪接异常和异常 RNA 转录本，以及外显子 8 中的 4 bp 插入（c.859_860insACCT; 603263.0003），预计会导致移码和提前终止。这些突变是通过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数据库中的53个个体中发现杂合状态的剪接位点突变，而ExAC中未发现4-bp插入。对患者细胞的分析表明，4-bp 插入避免了无义介导的 mRNA 衰减，因为它发生在 CA12 的最后一个外显子中，并导致过早终止。剪接位点变异导致异常转录本的产生。HEK293 细胞中的突变表达导致非糖基化 CA12 蛋白水平降低。

.0003 多氯汗症，孤立
CA12，4-BP INS，859ACCT

Lee 等人讨论了 CA12 基因外显子 8 中的 4-bp 插入（c.859_860insACCT, NM_001218.4），该插入在常染色体隐性遗传性孤立性多汗症患者（HYCHL; 143860）中处于复合杂合状态（2016），参见 603263.0002。

.0004 多氯汗症，孤立的
CA12，HIS121GLN

Lee 等人在 2 名同胞中，由近亲阿曼父母（B 族）所生，患有常染色体隐性遗传性孤立性多汗症（HYCHL; 143860）（2016）在 CA12 基因的外显子 4 中发现了纯合 c.363C-A 颠换（c.363C-A, NM_001218.4），预计会导致 his121 到 gln（H121Q）的替换。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。体外功能表达研究表明，突变蛋白被表达并正确定位于基底外侧膜，但与野生型相比，酶活性降低了 84% 至 99%，这与功能丧失一致。