三激酶和FMN环化酶； TKFC

二羟基丙酮激酶 2，酿酒酵母，同源物；DAK
DHA 激酶/FMN 环化酶

HGNC 批准的基因符号：TKFC

细胞遗传学位置：11q12.2 基因组坐标（GRCh38）：11:61,333,228-61,353,426（来自 NCBI）

▼ 说明

DAK 具有双功能活性：除了二羟基丙酮（DHA）的 ATP 依赖性磷酸化之外，它还催化黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）生成核黄素 4-prime,5-prime-磷酸（环状黄素单核苷酸，或 cFMN）的反应（Cabezas 等）等，2005）。

▼ 克隆与表达

Cabezas 等人通过在数据库中搜索与纯化的大鼠肝脏 FMN 环化酶相似的序列，然后对脑 cDNA 文库进行 PCR，发现了这一点（2005）克隆了人类 DAK，他们将其称为 DHA 激酶/FMN 环化酶。推导的蛋白质含有 575 个氨基酸，与其哺乳动物直系同源物具有 84% 至 99% 的同一性。它在几种低等生物中也有直系同源物。SDS-PAGE 检测到重组人 DAK，表观分子质量为 59.4 kD。

▼ 基因结构

卡贝萨斯等人（2005）确定DAK基因含有17个外显子。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Cabezas 等人（2005）将 TKFC 基因定位到染色体 11q12.2。

▼ 基因功能

卡贝萨斯等人（2005）发现重组人DAK和纯化的大鼠肝脏FMN环化酶均催化DHA磷酸化和cFMN形成。此外，人 DAK 的每种活性都受到另一种底物的抑制：ATP 和二羟基丙酮分别是 FMN 环化酶活性的强抑制剂和弱抑制剂，而 FAD 是 DHA 激酶活性的弱抑制剂，但可能是完全抑制剂。卡贝萨斯等人（2005）观察到DAK的两种活性是相关的，但他们推断活性位点可能不完全重合，因为DHA只是FMN环化酶活性的部分抑制剂。

▼ 分子遗传学

Wortmann 等人在来自 2 个不相关的近亲家庭的 2 对患有三激酶和 FMN 环化酶缺乏综合征（TKFCD; 618805）的同胞中（2020）分别鉴定了 TKFC 基因 R543I（615844.0001）和 G445S（615844.0002）中错义突变的纯合性。

▼ 等位基因变异体（2 个选定示例）：

.0001 三激酶和 FMN 环化酶缺乏综合征
TKFC，ARG543ILE（rs547013163）

Wortmann 等人在 2 名患有三激酶和 FMN 环化酶缺乏综合征（TKFCD; 618805）的姐妹中（家族 1）（2020）鉴定了 TKFC 基因中 c.1628G-T 颠换（c.1628G-T，NM_015533.3）的纯合性，导致 FMN 裂合酶内进化保守残基处的 arg543 至 ile（R543I）取代（L）结构域，影响 cFMN 合酶结构域。他们未受影响的古吉拉特语第一代表亲父母的突变是杂合的，这种突变在gnomAD数据库中也以杂合性存在，次要等位基因频率为2.40 x 10（-5）。两姐妹均患有先天性白内障，但在其他方面表现出不同的表型：姐姐发育迟缓，伴有语言迟缓、宽基步态和小脑发育不全，而妹妹则未能从新生儿期开始发育，并在 11 周时因异常发育而死亡。肝功能、乳酸酸中毒和扩张型心肌病。她的脑部核磁共振检查结果正常，而姐姐的心脏评估结果也正常。患者培养的皮肤成纤维细胞的蛋白质印迹显示，与对照成纤维细胞相比，TKFC 蛋白显着减少。大肠杆菌细胞中 TKFC 活性的定量显示，当分别使用 D-甘油醛或二羟基丙酮作为底物时，与野生型 TKFC 相比，R543I 突变体的 TKFC 活性降低至小于 2% 或约 6%。酵母细胞的功能分析表明，野生型人类 TKFC 可以使用二羟基丙酮（DHA）作为碳源，而过表达 TKFC 突变体的酵母细胞无法以 DHA 作为碳源生长。

.0002 三激酶和 FMN 环化酶缺乏综合征
TKFC、GLY445SER

在患有三激酶和 FMN 环化酶缺乏综合征（TKFCD; 618805）的土耳其兄弟姐妹（家庭 2）中，Wortmann 等人（2020）鉴定了 TKFC 基因中 c.1333G-A 转换（c.1333G-A, NM_015533.3）的纯合性，导致 FMN 裂合酶内进化保守残基处发生 gly445 至 Ser（G445S）取代（L）域。他们未受影响的近亲父母是杂合突变，在gnomAD数据库中没有发现这种突变。弟弟从婴儿期就开始发育不良，患有腹泻、口腔过敏和肝功能衰竭；尝试通过胃造口管进行肠内喂养失败，他从 34 个月大起就依赖肠外喂养。22 个月大时的评估显示整体发育迟缓以及双侧白内障。3 岁 10 个月大时，他的身高和体重低于第一个百分位数，无法在没有帮助的情况下行走，并且不会说话。相比之下，他的姐姐有语言迟缓和学习困难，但其他方面都很好，没有出现白内障。大肠杆菌细胞中 TKFC 活性的定量显示，当分别使用 D-甘油醛或二羟基丙酮作为底物时，与野生型 TKFC 相比，G445S 突变体的 TKFC 活性降低至小于 2% 或约 6%。酵母细胞的功能分析表明，野生型人类 TKFC 可以使用二羟基丙酮（DHA）作为碳源，而过表达 TKFC 突变体的酵母细胞无法以 DHA 作为碳源生长。