PIKFYVE 复合物的 VAC14 成分； VAC14

VAC14，酿酒酵母，同源物
PIKFYVE 的 VAC14 关联调节器； ARPIKFYVE
TAX1 结合蛋白 2； TAX1BP2
纳税反应蛋白 X； TRX

HGNC 批准的基因符号：VAC14

细胞遗传学位置：16q22.1-q22.2 基因组坐标（GRCh38）：16:70,687,439-70,801,158（来自 NCBI）

▼ 说明

内体膜中磷脂酰肌醇 3,5-二磷酸（PtdIns（3,5）P2）的含量随着产生或吸收细胞内转运囊泡的裂变和融合事件动态变化。 VAC14 是三分子复合物的组成部分，可严格调节 PtdIns（3,5）P2 的水平。该复合物的其他成分是 PtdIns（3,5）P2 合成酶 PIKFYVE（609414）和 PtdIns（3,5）P2 磷酸酶Fig4（609390）。 VAC14 作为 PIKFYVE 的激活剂发挥作用（Sbrissa 等，2007）。

▼ 克隆与表达

人类 T 细胞嗜淋巴细胞病毒 1 型（HTLV-1）编码 Tax1，这是一种 40 kD 的蛋白质，在病毒复制、转化和基因调控中发挥关键作用。 Mireskandari 等人通过筛选具有生物活性 Tax1 蛋白的人类 Jurkat T 细胞 cDNA 表达文库来鉴定 Tax1 结合蛋白（1996）分离出编码 VAC14 的 cDNA，他们将其称为 TRX。推导的 221 个氨基酸的 TRX 蛋白在其 C 末端区域主要是亲水性的。对人体组织的 Northern 印迹分析在所有检查的组织（即脑、心脏、肺、肝脏、胰腺、肾、骨骼肌和胎盘）中检测到了主要的 3.5 kb TRX 转录物。然而，蛋白质印迹分析仅在淋巴细胞和淋巴细胞衍生细胞系中检测到 TRX 表达。

斯布里萨等人（2004）获得了人VAC14的全长cDNA克隆。推导的蛋白质含有782个氨基酸。对人类和其他哺乳动物细胞系以及小鼠组织进行蛋白质印迹分析，检测到 VAC14 的表观分子质量为 82 kD。 HEK293 人胚胎肾细胞的分级分离和蛋白质印迹分析揭示了胞浆和膜区室中的内源性 VAC14。转染的 COS 细胞的免疫组织化学分析表明，人 VAC14 主要定位于核周区域以及更分散的囊泡中。

HEAT 重复序列包含 2 个通过短环连接的反向平行螺旋，并为蛋白质-蛋白质相互作用提供表面。金等人（2008）在小鼠和人类 VAC14 中鉴定出 17 个 HEAT 重复序列。

▼ 基因功能

米尔斯坎达里等人（1996）通过免疫共沉淀和 Far Western 印迹分析证明了 Tax1 和 TRX 之间的特定相互作用。

Sbrissa 等人使用免疫组织化学分析（2004）表明，在共转染 COS 细胞后，人 VAC14 与小鼠 Pikfyve 共定位于核周区域。 HEK293 细胞中 VAC14 表达的敲低不会改变细胞形态，但会使细胞对弱碱的短暂处理敏感，从而导致细胞质空泡的形成并减少 PtsIns（3,5）P 和 PtdIns（5）P 的产生皮克菲夫。相反，HEK293 细胞中 VAC14 的过度表达增加了 PIKFYVE 蛋白水平和 PIKFYVE 活性。相互免疫共沉淀研究表明，内源性Pikfyve 和Vac14 在大鼠PC12 细胞中直接相互作用，免疫沉淀合成PtdIns（5）P 和PtdIns（3,5）P2。斯布里萨等人（2004）得出结论，VAC14 是 PIKFYVE 的激活剂，从而调节 PtdIns（3,5）P2 合成和细胞内膜稳态。

Sbrissa 等人使用免疫共沉淀分析（2007）表明内源性PIKFYVE、ARPIKFYVE和SAC3（图4）在HEK293细胞和其他哺乳动物细胞系中形成稳定的三元复合物。

斯布里萨等人（2008）发现 ARPIKFYVE 与 SAC3 和 PIKFYVE 相互作用，并得出结论，它是 PIKFYVE-ARPIKFYVE-SAC3（PAS）复合体的主要组织者。

▼ 测绘

Gross（2010）根据 VAC14 序列（GenBank AK056433）与基因组序列（GRCh37）的比对，将 VAC14 对应到染色体 16q22.1-q22.2。

金等人（2008）将小鼠 Vac14 基因定位到 8 号染色体。

▼ 分子遗传学

Lenk 等人在 2 名患有儿童期发病的纹状体黑质变性（SNDC；617054）的无关男孩中（2016）鉴定了 VAC14 基因中的复合杂合突变（604632.0001-604632.0004）。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。两名患者培养的成纤维细胞均显示异常空泡化，与 PI（3,5）P2 缺陷一致，转染野生型 VAC14 后，异常现象得以恢复。

▼ 动物模型

张等人（2007）以孟德尔比例获得了 Vac14 缺失小鼠，但由于严重的神经变性，特别是中脑和外周感觉神经元，所有小鼠均在出生后 2 天内死亡。受影响的神经元的细胞体呈空泡状，并且在神经元应该存在的区域发现了空白空间。在培养的 Vac14 缺失神经元和成纤维细胞中也发现了类似的液泡。在细胞内转移中观察到缺陷，特别是在逆行内体到跨高尔基体的转移中。与野生型细胞相比，Vac14 缺失细胞表现出 PI（3）P 异常积累，并且 PI（3,5）P2 和 PI（5）P 水平降低。人 FAB1 的过度表达逆转了小鼠成纤维细胞中 Vac14 缺失的影响。张等人（2007）指出 Fig4-null 小鼠和 Vac14-null 小鼠在 PI（3,5）2 合成中表现出类似的缺陷，并在相同类型的神经元中获得严重的空泡化。他们推测，在两种小鼠突变体中观察到的神经变性是由于 PI（3,5）P2 和/或 PI（5）P 代谢缺陷所致，他们得出结论，VAC14 和 Fig4 控制 FAB1 活性以维持 PI 的正常水平。 3）P、PI（3,5）P2 和 PI（5）P。

自发性 Ingls（婴儿神经胶质增生）突变的纯合小鼠表现出体型缩小和色素沉着淡化。纯合 Ingls 小鼠在出生后 3 周内死亡，组织学显示脑室增大。金等人（2008）将 Ingls 鉴定为错义突变，导致 Vac14 蛋白中 HEAT 重复 4 的螺旋 B 内不变的 leu156 被 arg 取代。 Ingls 大脑的蛋白质印迹分析显示 Vac14 蛋白丰度正常，但培养的 Ingls 成纤维细胞显示 PtdIns（3,5）P2 水平降低。酵母 2 杂交分析表明，leu156 到 arg 的突变破坏了 Vac14 与 Fab1（Pikfyve）的相互作用，但图 4 没有。

影响 PI3P 转化为信号脂质 PI（3,5）P2 的突变会导致小鼠大脑海绵状变性，并与人类疾病 Charcot-Marie-Tooth 病和肌萎缩侧索硬化症（ALS）相关。弗格森等人（2009）报道了 PI（3,5）P2 调节复合物的 2 个成分发生突变的小鼠神经元和星形胶质细胞中 Lc3II（MAP1LC3A; 601242）、p62（SQSTM1; 601530）和 Lamp2（309060）蛋白的积累， Fig4（609390）和 Vac14。含有 p62 和泛素化蛋白的细胞质包涵体存在于经历退化的突变大脑区域中。 p62 和 LAMP2 在受影响细胞中的共定位表明自溶酶体的形成或再循环可能受到损害。作者提出了 PI（3,5）P2 在哺乳动物中枢神经系统自噬中的作用，并证明影响 PI（3,5）P2 的突变可能导致包涵体疾病。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 纹状体黑质变性，儿童期发病
VAC14、TRP424LEU

Lenk 等人在一名患有儿童期纹状体黑质变性（SNDC; 617054）的男孩中（2016）鉴定了 VAC14 基因中的复合杂合突变：外显子 11 中的 c.1271G-T 颠换（c.1271G-T，NM_018052.3），导致高度保守的 trp424 至 leu（W424L）取代残基，以及内含子 13 中的 G 到 A 转变（c.1528+1G-A；604632.0002），导致外显子 13 的跳跃、移码和提前终止（Ile459ProfsTer4）。突变的剪接转录本可能被无义介导的 mRNA 降解。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数据库中报道了单个杂合子中存在W424L，而ExAC数据库中未发现剪接位点突变。

.0002 纹状体黑质变性，儿童期发病
VAC14、IVS13DS、G-A、+1

为了讨论 VAC14 基因中内含子 13（c.1528+1G-A, NM_018052.3）中的 G 到 A 转变，导致外显子 13 的跳过、移码和过早终止（Ile459ProfsTer4）， Lenk 等人在一名儿童期发病的纹状体黑质变性（SNDC; 617054）患者中发现复合杂合状态（2016），参见 604632.0001。

.0003 纹状体黑质变性，儿童期发病
VAC14、ALA582SER

Lenk 等人在一名患有儿童期纹状体黑质变性（SNDC; 617054）的男孩中（2016）鉴定了 VAC14 基因外显子 15 中的复合杂合突变：c.1744G-T 颠换（c.1744G-T，NM_018052.3），导致 ala582 到 Ser（A582S）的取代，以及 c .1748C-T 转变，导致 ser583 至 leu（S583L；604632.0004）取代。这些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，并且在 ExAC 数据库中未发现。这两种突变均发生在 VAC14 二聚化所需结构域中高度保守的残基处。

.0004 纹状体黑质变性，儿童期发病
VAC14、SER583LEU

讨论 VAC14 基因中的 c.1748C-T 转换（c.1748C-T，NM_018052.3），导致 ser583 到 leu（S583L）取代，该取代在患有以下疾病的患者中以复合杂合状态发现： Lenk 等人提出的儿童期发病的纹状体黑质变性（SNDC；617054）（2016），参见 604632.0003。