ALG14 UDP-N-乙酰葡萄糖胺基转移酶亚基； ALG14

天冬酰胺连接糖基化 14，酿酒酵母，同源物
ALG14，酿酒酵母，同源物

HGNC 批准的基因符号：ALG14

细胞遗传学位置：1p21.3 基因组坐标（GRCh38）：1:94,974,405-95,072,951（来自 NCBI）

▼ 说明

天冬酰胺（N）-糖基化是调节蛋白质折叠和稳定性的重要修饰。 ALG13（300776）和 ALG14 构成 UDP-GlcNAc 转移酶，催化内质网 N 连接糖基化的关键步骤（Averbeck 等，2007）。

▼ 克隆与表达

通过数据库分析，然后对人全脑 cDNA 进行 PCR，Gao 等人（2005）克隆了ALG14。推导的 216 个氨基酸蛋白的计算分子量为 24.1 kD，与酵母 Alg14 具有 35% 的氨基酸同一性。 Alg14 跨越膜，但缺乏任何预计在糖催化中发挥直接作用的序列。荧光显微镜和亚细胞分级分离研究将酿酒酵母 Alg14 蛋白定位于内质网膜。

在小鼠骨骼肌中，Cossins 等人（2013）发现 Alg14 基因在神经肌肉接头的终板区域表达，它与 α-银环蛇毒素共定位，这与乙酰胆碱受体（AChR）的定位一致。

▼ 基因功能

高等人（2005）使用免疫共沉淀研究证明了酿酒酵母 Alg13 和 Alg14 之间的相互作用。通过单独和联合过度表达 Alg13 和 Alg14，然后进行细胞定位研究，他们表明 Alg13 在内质网膜上的定位取决于其与 Alg14 的关联，并且增加 Alg14 水平以匹配 Alg13 的水平可恢复 Alg13 在 ER 膜上的定位。。高等人（2005）得出结论，Alg14 对于将 Alg13 招募到 ER 是必要且充分的。人类 ALG13 和 ALG14 各自在功能上补充了酿酒酵母菌株中相应的 Alg13 和 Alg14 突变体，并部分恢复了有缺陷的糖基化表型。高等人（2005）表明人类 ALG13 和 ALG14 蛋白相互作用形成功能性 UDP-GlcNAc 转移酶。

阿弗贝克等人（2007）表征了 Alg14 的膜拓扑结构，并确定 Alg14 跨膜结构域不是 ER 关联所必需的。 Averbeck 等人利用酿酒酵母 Alg13/Alg14 嵌合体的功能分析和体外蛋白酶保护测定（2007）得出结论，Alg13 和 Alg14 包含一种新型二分 UDP-GlcNAc 糖基转移酶，可在 N-连接糖基化中催化多醇连接寡糖前体合成中的第二次糖加成。 Alg14 是一种膜蛋白，它将可溶性 Alg13 催化亚基从胞质溶胶募集到发生反应的 ER 膜表面。

科辛斯等人（2013）发现 HEK293 细胞中 ALG14 的 siRNA 敲低导致细胞表面 AChR 表达减少。 AChR 的所有 4 个亚基都是 N-糖基化的，这是将受体插入质膜所需的过程。

▼ 测绘

Stumpf（2020）根据 ALG14 序列（GenBank BC011706）与基因组序列（GRCh38）的比对，将 ALG14 基因对应到染色体 1p21.3。

▼ 分子遗传学

先天性肌无力综合症15

Cossins 等人在 2 名患有先天性肌无力综合征 15（CMS15; 616227）的欧洲血统姐妹中（2013）鉴定了 ALG14 基因中的复合杂合突变（P65L, 612866.0001 和 R104X, 612866.0002）。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并与家族中的疾病分开。肌肉活检无法分析患者终板 AChR 密度，但细胞培养模型显示 ALG14 表达敲低导致细胞表面 AChR 表达减少，这与肌无力特征一致。尽管 ALG14 参与糖基化，但转铁蛋白（190000）糖基化在患者中并未异常，表明突变仅导致 N-连锁糖基化的适度损害。

伴有癫痫、行为异常和面部粗糙的智力发育障碍

Kvarnung 等人在 2 名阿富汗同胞中，由近亲父母所生，患有智力发育障碍，伴有癫痫、行为异常和面容粗糙（IDDEBF; 619031）（2018）在 ALG14 基因（612866.0003）的内含子 2 中发现了纯合 4-bp 缺失（c.420+6_420+9delTAAG, NM_144988.3）。该突变经全外显子组测序鉴定并经桑格测序证实，与家族中的疾病分离。对患者成纤维细胞 RNA 的分析显示了 2 个转录本：外显子 3 出现异常框内跳跃的转录本和与对照相比表达显着降低的全长 ALG14 转录本。对父亲的 RNA 分析显示，两种转录本均表达，但全长转录本表达正常。预计该突变会导致高度保守的第三个 α 螺旋结构域的丢失，该结构域似乎是酵母中膜关联位点的一部分。 Kvarnung 等人（2018）预测这会对蛋白质的功能产生负面影响。

肌病、癫痫和进行性脑萎缩

Schorling 等人对来自 3 个不相关家庭的 5 名患有肌病、癫痫和进行性脑萎缩的婴儿（MEPCA; 619036）进行了研究（2017）鉴定了 ALG14 基因中的纯合或复合杂合错义突变（D74N, 612866.0004; V141G, 612866.0005; 和 R109Q, 612866.0006）。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，在所有家族中都与该疾病分离。所有这些都在 ExAC 数据库中出现频率较低（低于 0.02%）。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究。患者出生时就出现严重肌张力低下；所有人都在生命的第一年内死亡。根据已知的基因功能，作者推测糖基化缺陷是这种多系统疾病的原因，尽管没有明确的实验室证据表明糖基化缺陷。

▼ 等位基因变异体（6 个精选示例）：

.0001 先天性肌无力综合症，15 岁（1 个家庭）
ALG14、PRO65LEU

Cossins 等人在 2 名患有先天性肌无力综合征 15（CMS15; 616227）的欧洲血统姐妹中（2013）鉴定了 ALG14 基因中的复合杂合突变：c.194C-T 转换，导致保守残基处的 pro65 到 leu（P65L）取代，以及 c.310C-T 转换，导致 arg104 -to-ter（R104X；612866.0002）替代。这些突变是通过全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，并且不存在于 dbSNP（版本 135）或 1000 基因组计划数据库或 14 个内部对照外显子组中。在外显子组变异服务器数据库中未发现 P65L 变异，但在外显子组变异服务器的 8,599 个（0.0116%）欧洲美国人样本中的 1 个中发现了 R104X 变异。 HEK293 细胞中 P65L 突变的表达导致蛋白质表达严重减少，表明功能丧失。

.0002 先天性肌无力综合症，15 岁（1 个家庭）
ALG14、ARG104TER

Cossins 等人讨论了 ALG14 基因中的 arg104-to-ter（R104X）突变，该突变在先天性肌无力综合征 15（CMS15; 616227）患者的复合杂合状态下被发现（2013），参见 612866.0001。

.0003 伴有癫痫、行为异常和面容粗糙的智力发育障碍（1 个家族）
ALG14、IVS2、4-BP DEL、420+6TAAG

Kvarnung 等人在 2 名阿富汗同胞中，由近亲父母所生，患有智力发育障碍，伴有癫痫、行为异常和面容粗糙（IDDEBF; 619031）（2018）在 ALG14 基因的内含子 2 中发现了纯合 4-bp 缺失（c.420+6_420+9delTAAG, NM_144988.3）。该突变经全外显子组测序鉴定并经桑格测序证实，与家族中的疾病分离。 gnomAD 数据库中不存在该变体。对患者成纤维细胞的 RNA 分析显示了 2 个转录本：外显子 3 出现异常框内跳跃的转录本和与对照相比表达显着降低的全长 ALG14 转录本。对父亲的 RNA 分析显示，两种转录本均表达，但全长转录本的表达量正常。

.0004 肌病、癫痫和进行性脑萎缩
ALG14，ASP74ASN（rs769114543）

Schorling 等人发现，在 2 名婴儿中，出生于无血缘关系的荷兰父母（B 家庭），患有肌病、癫痫和进行性脑萎缩（MEPCA；619036）（2017）在 ALG14 基因的外显子 2 中发现了纯合 c.220G-A 转换（c.220G-A, NM_144988.3），导致 asp74 到 asn（D74N）取代。来自德国血统无关家庭（A 家庭）的两名患有该疾病的婴儿姐妹为 D74N 复合杂合子，且 ALG14 基因外显子 4 中存在 c.422T-G 颠换，导致 val141 变为 gly（V141G；612866.0005））。此外，一名类似受影响的男婴，由无关的白人父母（C 族）出生，其 D74N 和外显子 3 中的 c.326G-A 转变为复合杂合子，导致 arg109 至 gln（R109Q；612866.0006）。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，在所有家族中都与该疾病分离。所有这些都在 ExAC 数据库中出现频率较低（低于 0.02%）。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究。患者出生时就出现严重肌张力低下；所有人都在生命的第一年内死亡。

.0005 肌病、癫痫和进行性脑萎缩
ALG14，VAL141GLY（rs139005007）

讨论 ALG14 基因外显子 4 中的 c.422T-G 颠换（c.422T-G，NM_144988.3），导致 val141-to-gly（V141G）取代，该取代在复合杂合状态中发现2 姐妹患有肌病、癫痫和进行性脑萎缩（MEPCA; 619036），Schorling 等人（2017），参见 612866.0004。

.0006 肌病、癫痫和进行性脑萎缩
ALG14，ARG109GLN（rs199689080）

讨论 ALG14 基因外显子 3 中的 c.326G-A 转变（c.326G-A，NM_144988.3），导致 arg109 到 -gln（R109Q）取代，这是在复合杂合状态中发现的Schorling 等人的一位患有肌病、癫痫和进行性脑萎缩的患者（MEPCA; 619036）（2017），参见 612866.0004。