泛素折叠修饰符 1； UFM1

HGNC 批准的基因符号：UFM1

细胞遗传学位置：13q13.3 基因组坐标（GRCh38）：13:38,349,851-38,363,619（来自 NCBI）

UFM1 是一种类泛素蛋白，通过 E1 类激活酶 UBE1DC1（UBA5; 610552）和 E2 类缀合酶 UFC1（610554）以类似于泛素化的方式与靶蛋白缀合（参见 UBE2M, 603173）（Komatsu 等人）等，2004）。

▼ 克隆与表达

Komatsu 等人使用 HEK293 细胞中表达的 FLAG 标记的泛素样激活酶 UBE1DC1 进行免疫共沉淀（2004）纯化的与 UBE1DC1 物理相关的蛋白质片段。通过对这些片段进行数据库分析，然后对人肝脏 cDNA 进行 PCR，他们克隆了 UFM1 和 UFC1。推导的 85 个氨基酸 UFM1 蛋白的预测分子量为 9.1 kD，并且与泛素或其他修饰物没有整体序列同一性；然而，UFM1 和泛素（UBB; 191339）具有高度相似的预测三级结构。使用抗 UFM1 血清对小鼠组织进行蛋白质印迹分析，检测到所有检查组织（包括脑、心脏、肺、肝脏和肾脏）中小鼠 Ufm1 蛋白的表达。使用抗 UFM1 血清对 HeLa 细胞进行免疫细胞化学分析，结果显示 UFM1 主要分布在细胞核中，在细胞质中呈弥漫性染色。细胞核内的免疫反应性定位为点状结构，可能代表 UFM1 缀合物。

▼ 基因功能

Komatsu 等人使用 Myc 标记的 UFM1 与 FLAG 标记的 UBE1DC1、FLAG 标记的 UFC1 和突变体构建体共表达，以及体外 UFM1 缀合测定（2004）表明UFM1是一种类泛素蛋白，它被类E1酶UBE1DC1通过形成硫酯键激活，并被类E2酶UFC1以类似的硫酯键缀合。 Komatsu 等人在 HEK293 中使用 FLAG 和 His 标记的 UFM1 构建体，然后纯化和分析形成的蛋白质复合物（2004）表明UFM1通过共价连接与细胞中的靶蛋白缀合，可能是通过UFM1的C端gly83和靶蛋白中的赖氨酸残基之间的异肽键。

▼ 分子遗传学

Hamilton 等人在 16 名低髓鞘性脑白质营养不良 14（HLD14；617899）患者中进行了研究（2017）在 UFM1 基因（610553.0001）的启动子区域发现了一个纯合的 3-bp 缺失。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，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。大多数患者是罗姆人后裔，单倍型分析表明存在创始人效应。在不同细胞系中使用荧光素酶报告基因进行的体外功能表达研究表明，该突变显着降低了某些神经元细胞系（SY5Y 和 U373）中的启动子和转录活性，但在其他细胞系（HeLa 和 HOF-F2）中则没有。

Nahorski 等人在来自 2 个苏丹家庭的 4 名 HLD14 患者中（2018）鉴定了 UFM1 基因中的纯合错义突变（R81C; 610553.0002）。该突变是通过外显子组测序发现的。体外功能表达测定表明，该突变降低了 UFM1 与 UBA5 和 UFC1 形成硫酯键的能力。功能下降与亚等位基因一致，Nahorski 等人（2018）表明功能完全丧失将导致胚胎死亡。研究结果表明，翻译后蛋白 ufmylation 受损会导致神经发育缺陷。

▼ 动物模型

穆纳等人（2016）发现小鼠大脑中 Ufm1 的条件性敲除会导致小鼠在出生后第一天死亡。尸检显示小头畸形和特定大脑区域神经元凋亡增加的标志。

▼ 等位基因变异体（2 个选定示例）：

.0001 脑白质营养不良，髓鞘形成低下，14
UFM1，3-BP DEL，-273TCA，启动子（rs747359907）

Hamilton 等人在 16 名低髓鞘性脑白质营养不良 14（HLD14；617899）患者中进行了研究（2017）在 UFM1 基因启动子区域发现了一个纯合 3-bp 缺失（c.-273_-271delTCA, NM_001286704.1）。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，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分离。大多数患者是罗姆人后裔，单倍型分析表明存在创始人效应。对 670 名罗姆人对照进行筛查，发现 30 名突变携带者，等位基因携带率为 4.5%； 1 个人的突变是纯合的，但回顾性研究表明他受到了影响。纯合个体所在特定社区的携带率约为25%。在不同细胞系中使用荧光素酶报告基因进行的体外功能表达研究表明，该突变显着降低了某些神经元细胞系（SY5Y 和 U373）中的启动子和转录活性，但在其他细胞系（HeLa 和 HOF-F2）中则没有。

.0002 脑白质营养不良，髓鞘形成低下，14
UFM1，ARG81CYS

Nahorski 等人在来自 2 个苏丹近亲家庭的 4 名患有低髓鞘性脑白质营养不良 - 14（HLD14; 617899）的患者中（2018）在 UFM1 基因中鉴定出纯合 c.241C-T 转换（c.241C-T, NM_016617.3），导致 C 端高度保守残基处的 arg81 至 cys（R81C）取代尾部对于其腺苷酸化和随后与 UBA5（610552）形成硫酯至关重要。该突变是通过外显子组测序发现的。体外功能表达测定表明，该突变降低了 UFM1 与 UBA5 和 UFC1 形成硫酯键的能力（610554）。功能下降与亚等位基因一致，Nahorski 等人（2018）表明功能完全丧失将导致胚胎死亡。研究结果表明，翻译后蛋白 ufmylation 受损会导致神经发育缺陷。