肌醇多磷酸-5-磷酸酶，72-KD; INPP5E

HGNC 批准的基因符号：INPP5E

细胞遗传学位置：9q34.3 基因组坐标（GRCh38）：9:136,428,619-136,439,845（来自 NCBI）

▼ 说明

肌醇多磷酸-5-磷酸酶，例如INPP5E，从可溶性肌醇磷酸或肌醇磷脂中裂解5-位磷酸。这个酶大家族的成员根据其底物特异性分为 4 组。 INPP5E 基于其对磷脂酰肌醇 3,4,5-三磷酸（PtdIns（3,4,5）P3）的偏好而属于 IV 组（Kisseleva 等，2000）。

▼ 克隆与表达

Kisseleva 等人通过在 EST 数据库中搜索编码肌醇多磷酸-5-磷酸酶基本结构域的基因，然后对人胎脑 cDNA 文库进行筛选和 5-prime RACE（2000）克隆了INPP5E。推导的 644 个氨基酸的蛋白质包含一个具有 13 个 PxxP 基序的 N 端富含脯氨酸的结构域，随后是一个假定的免疫受体激活基序（ITAM）结构域、2 个关键的 5-磷酸酶结构域和一个假定的 C 端法呢基化信号。基塞列娃等人（2000）还鉴定了一种剪接变体，其编码的蛋白质缺乏覆盖推定 ITAM 结构域的 34 个氨基酸序列。 Northern 印迹分析在所有检查的组织中检测到 3.6 kb 的主要转录物，在脑、心脏、脾脏、胰腺和睾丸中表达最高。还检测到了 4.9 和 9.5 kb 的其他转录本，主要在睾丸中。小鼠组织的 Northern 印迹分析显示，在睾丸、心脏和大脑中表达最高。蛋白质印迹分析在人脑中检测到表观分子量为 68 kD 的 INPP5E，但在肝、脾或肾中未检测到。在小鼠中，最高的蛋白质表达在脑、心脏和睾丸中，在胸腺和肺中表达较低，在肾、脾和肝脏中表达很少。

孔等人（2000）克隆小鼠 Inpp5e。 Northern 印迹分析检测到小鼠睾丸和小鼠精母细胞系中 Inpp5e 表达最高。在小鼠脑、大鼠神经胶质瘤和神经畸胎癌细胞系中检测到较低的表达。原位杂交在睾丸的粗线期和双线期精母细胞以及整个大脑的神经元（包括大脑皮层、海马、间脑、脑干和小脑）中检测到 Inpp5e。免疫组织化学分析检测到 Inpp5e 与反式高尔基体相关，蛋白酶 K 消化表明它定位于微粒体膜的细胞质面。蛋白质印迹分析在成年小鼠睾丸和大脑以及小鼠精母细胞和畸胎癌细胞系中检测到表观分子量为 72 kD 的 Inpp5e，但在所检查的其他组织和细胞系中未检测到 Inpp5e。

Bielas 等人通过对人视网膜色素上皮细胞系进行免疫组织化学分析（2009）将 INPP5E 主要定位于睫状轴丝。在有丝分裂活跃的细胞中，INPP5E 显示出细胞质定位。在转基因小鼠中，Inpp5e 与荧光标记的 centrin-2（CETN2；300006）共定位，centrin-2 是纤毛基部的标记。在肾集合小管中，Inpp5e 阳性纤毛投射到管腔中，而在小脑内颗粒层的大多数神经母细胞中，Inpp5e 阳性纤毛投射到实质中。 Inpp5e 定位于邻近基体并连接视网膜感光细胞中纤毛的区域。

Jacoby 等人使用扫描和透射电子显微镜（2009）表明 Inpp5e 定位于有纤毛的小鼠胚胎成纤维细胞的初级纤毛的轴丝。

▼ 基因功能

基塞列娃等人（2000）表明，在昆虫细胞中表达的纯化人INPP5E很容易以时间和浓度依赖性方式将PtdIns（3,4,5）P3水解为PtdIns（3,4）P2。它不会水解可溶性肌醇磷酸盐或其他肌醇脂质。改变测定的去污剂成分允许INPP5E介导的PtdIns（4,5）P2水解为PtdIns（4）P。

孔等人（2000）表明小鼠 Inpp5e 在 COS-7 细胞中表达后将 PtdIns（3,4,5） P3 转化为 PtdIns（3,4）P2。它还将 PtdIns（3,5）P2 水解为 PtdIns（3）P，但不使用任何其他肌醇磷脂。

亨伯特等人（2012）发现，在转染的人 RPE1 视网膜色素上皮细胞和小鼠 IMCD3 集合管细胞中，INPP5E C 末端附近的 KRR 或 FDRELYL 基序的突变破坏了 INPP5E 的纤毛靶向。 C 端 CaaX 异戊二烯化基序有助于将全长异戊二烯化 INPP5E（而非可溶性 INPP5E）靶向纤毛。质谱分析以及免疫共沉淀、突变和敲除实验表明，磷酸二酯酶 PDE6D（602676）、纤毛蛋白 CEP164（614848）和小 GTPase ARL13B（608922）结合 INPP5E，并有助于 INPP5E 靶向纤毛膜。 PDE6D 结合异戊二烯化形式的 INPP5E，GTP 结合形式的 ARL13B 与 INPP5E 的相邻区域相互作用。 ARL13B 的过度表达促进 PDE6D 中 INPP5E 的释放。 CEP164 或 ARL13B 的敲低减少或消除了 RPE1 细胞中的纤毛发生，而 PDE6D 的敲低对纤毛发生几乎没有影响。亨伯特等人（2012）假设 PDE6D、CEP164 和 ARL13B 介导将 INPP5E 靶向纤毛膜以形成纤毛的连续步骤。

▼ 测绘

雅各比等人（2009）指出 INPP5E 基因对应到染色体 9q34.3。 Hartz（2009）确定 INPP5E 基因与 PMPCA 基因（613036）重叠，并且以相反方向转录。

▼ 分子遗传学

智力发育障碍、躯干肥胖、视网膜营养不良和小阴茎综合症

Jacoby 等人在智力发育受损、躯干肥胖、视网膜营养不良和小阴茎综合征（MORMS; 610156）的家庭成员中进行了研究（2009）在 INPP5E 基因中发现了一个纯合突变（Q627X; 613037.0001）。体外功能表达研究表明，突变蛋白在纤毛中的定位受损，无法稳定纤毛结构。

朱伯特综合症 1

Bielas 等人在 7 个患有 Joubert 综合征 - 1（JBTS1; 213300）的家庭中受影响的成员中（2009）鉴定了INPP5E基因中的5种不同的纯合突变（参见例如613037.0002-613037.0005）。 3个家庭来自阿联酋，1个来自土耳其，1个来自埃及，2个来自意大利。所有突变都发生在蛋白质的催化结构域中，并且所有突变蛋白质均表现出磷酸酶活性降低。研究结果暗示 PtdIns 信号传导与纤毛病之间存在联系。

▼ 动物模型

雅各比等人（2009）发现小鼠 Inpp5e 缺失导致胚胎和出生后早期死亡。所有Inpp5e -/- 小鼠均表现出双侧无眼球、囊性肾以及掌骨和指骨延迟骨化，并且许多表现出轴后六指畸形、胸骨裂、腭裂以及无脑畸形或外脑畸形。未检测到肝脏或呼吸道纤毛缺陷。 Inpp5e -/- 小鼠中的病变反映了正常小鼠胚胎发生期间Inpp5e表达的组织分布。 Inpp5e 失活不会损害培养的小鼠胚胎成纤维细胞中的纤毛组装，但在激活 Pdgf 受体-α（PDGFRA；173490）或血清中包含的其他因子后，它会破坏预先建立的纤毛的稳定性。阻断 PI3 激酶（参见 PK3R1；171833）活性或纤毛 Pdgf（参见 173430）信号传导可防止纤毛不稳定。

▼ 等位基因变异体（5 个精选示例）：

.0001 智力发育障碍、躯干肥胖、视网膜营养不良和小阴茎综合症（1 个家族）
INPP5E、GLN627TER

Jacoby 等人在智力发育受损、躯干肥胖、视网膜营养不良和小阴茎综合征（MORMS; 610156）的家庭成员中进行了研究（2009）在 INPP5E 基因的最后一个外显子中鉴定出纯合的 1879C-T 转换，导致 gln627 到 ter（Q627X）的取代。预计该突变会导致蛋白质过早终止，并遗漏末端 18 个氨基酸并丢失高度保守的 C 末端 CaaX 结构域。 200 名种族匹配的对照中不存在这种突变。人视网膜色素上皮细胞纤毛的体外功能表达研究表明，野生型INPP5E沿着纤毛轴丝均匀分布，而突变蛋白的表达仅限于纤毛的一侧末端。该突变蛋白也无法与14-3-3蛋白相互作用，但保留其5-磷酸酶活性。研究结果表明，突变蛋白稳定初级纤毛的能力下降，这可能是由于其纤毛定位和蛋白质相互作用的缺陷所致。尽管其酶活性正常，但纤毛外的突变 INPP5E 表达显然不足以稳定。

.0002 朱伯特综合症 1
INPP5E、ARG515TRP

Bielas 等人在来自阿拉伯联合酋长国的 2 个患有 Joubert 综合征（JBTS1; 213300）的不相关近亲家庭的受影响成员中（2009）鉴定了 INPP5E 基因外显子 7 中的纯合 1546C-T 转换，导致蛋白质催化结构域中的 arg515 至 trp（R515W）取代。分子模型将受影响的残基置于假定的 PtdIns 底物结合袋中，体外功能表达研究证实突变蛋白的磷酸酶活性降低。

.0003 朱伯特综合症 1
INPP5E，ARG563HIS

Bielas 等人在来自阿拉伯联合酋长国的患有 Joubert 综合征 1（JBTS1; 213300）的近亲家庭成员中（2009）鉴定了 INPP5E 基因外显子 9 中的纯合 1691G-A 转换，导致蛋白质催化结构域中的 arg563-to-his（R563H）取代。体外功能表达研究证实突变蛋白的磷酸酶活性降低。

.0004 JOUBERT 综合症 1
INPP5E，ARG435GLN

Bielas 等人在患有 Joubert 综合征 1（JBTS1; 213300）的土耳其近亲家庭的 2 名受影响成员中（2009）鉴定了 INPP5E 基因外显子 6 中的纯合 1305G-A 转换，导致该蛋白催化结构域中的 arg435 到 gln（R435Q）取代。分子模型将受影响的残基置于假定的 PtdIns 底物结合袋中，体外功能表达研究证实突变蛋白的磷酸酶活性降低。对患者成纤维细胞的研究表明，与野生型相比，对血清的反应更快的纤毛分解。

.0005 朱伯特综合症 1
INPP5E，ARG378CYS

Bielas 等人在 2 个患有 Joubert 综合征（JBTS1; 213300）的意大利近亲家庭的受影响成员中（2009）鉴定了 INPP5E 基因外显子 4 中的纯合 1132C-T 转换，导致蛋白质催化结构域中的 arg378 至 cys（R378C）取代。分子模型将受影响的残基置于假定的 PtdIns 底物结合袋中，体外功能表达研究证实突变蛋白的磷酸酶活性降低。