环状核苷酸门控通道，β-1; CNGB1

环核苷酸门控通道，光感受器，cGMP 门控，2；CNCG2
环状核苷酸门控通道，光感受器，cGMP 门控，3-LIKE；CNCG3L
富含谷氨酸的蛋白 1；GAR1；GARP
视网膜杆 cGMP-门控通道，β 子单元
视网膜杆 cGMP-门控通道，γ 子单元

HGNC 批准的基因符号：CNGB1

细胞遗传学定位：16q21 基因组坐标（GRCh38）：16:57,882,340-57,971,128（来自 NCBI）

▼ 说明

CNGB1 和 CNGA1（123825）基因产物形成异四聚杆光感受器环核苷酸门控（CNG）通道，该通道响应细胞内 cGMP 水平的变化而传导阳离子电流，并介导对光的电响应（Kondo 等人总结） .，2004）。

▼ 克隆与表达

人和牛视杆光感受器 cGMP 门控阳离子通道由 2 个子单元组成：α（63 kD, CNGA1）和 β（240 kD）。阿德尔等人（1996）提供的证据表明，人类 GAR1 蛋白是由编码 cGMP 门控光感受器通道的 β 子单元的基因的 N 末端区域编码的。

杉本等人（1991）在牛视杆光感受器中发现了一种独特的富含谷氨酸的蛋白质。陈等人（1994）表明该蛋白是杆 cGMP 门控阳离子通道的第三个子单元（γ）。阿德尔等人（1995）表征了 CNCG3L 基因（也称为 GAR1），该基因编码牛 γ 子单元的人类同源物。对编码人 CNCG3L 的 cDNA 克隆进行序列分析，揭示了一个开放阅读码组，预测包含 299 个氨基酸（约 32 kD）的蛋白质，其大小是牛 γ 子单元的一半。在前 31 个氨基酸中，他们发现人类和牛序列之间有 90% 的同一性，而在蛋白质序列的其余部分中仅发现 60% 的同源性。与牛 γ 一样，尽管不存在牛 C 端富含谷氨酸的结构域，但预测的人类蛋白质等电点呈酸性。

阿德尔等人（1996）提出了人类 β 子单元的完整序列，并指出 Ardell 等人先前报道的 GAR1 基因（1995）编码 β 子单元 N 末端区域。Ardell 等人使用 PCR、RNA 印迹和基因组 DNA 分析（1996）提供的证据表明，β 子单元是从染色体 16 上的一个基因座产生的，该基因座由 2 个不重叠的转录单元组成，能够生成对应于 GAR1 的孤立转录本和 β 子单元的 C 端三分之二。他们表明，CNCG-β子单元mRNA编码人GAR1的前291个氨基酸，其中337个氨基酸仅存在于β子单元中，以及从Chen等人报道的2a cDNA序列预测的全部623个氨基酸（1993）。

▼ 基因结构

阿德尔等人（1995）证明人类 CNGB1 基因的蛋白质编码区由 12 个外显子组成，跨度约为 11 kb，其序列与 cDNA 克隆的序列相同。

▼ 测绘

阿德尔等人（1995）通过使用扩增该基因一部分的引物对对体细胞杂交 DNA 进行 PCR，证明了 CNCG3L 基因在染色体 16 中的定位。通过荧光原位杂交进一步确定了该基因的位置，将该基因置于 16q13。阿德尔等人（1996）通过体细胞杂交细胞 DNA 分析将 CNCG2 基因定位于染色体 16q13。

Gross（2018）根据 CNGB1 序列（GenBank AF042498）与基因组序列（GRCh38）的比对，将 CNGB1 基因对应到染色体 16q21。

▼ 基因功能

科尔申等人（1999）鉴定出富含谷氨酸的蛋白（GARP）为多价蛋白，可与 cGMP 信号传导的关键参与者、磷酸二酯酶（参见 602676）和鸟苷酸环化酶（参见 600179）以及视网膜特异性 ATP 结合框转运蛋白相互作用（ ABCR；601691），通过 4 个短重复序列。在电子显微照片中，GARP 仅限于紧邻鸟苷酸环化酶和 ABCR 的椎间盘边缘区域和切口，而磷酸二酯酶则随机分布。GARP2 与光激活的磷酸二酯酶的关联性比与非活性磷酸二酯酶的关联性更强，并且 GARP2 能有效抑制磷酸二酯酶的活性。科尔申等人（1999）得出结论，GARP 在椎间盘边缘附近组织动态蛋白质复合物，可以控制 cGMP 周转和可能的其他光依赖性过程。

基扎提尔等人（2009）发现环核苷酸门控（CNG）通道靶向杆外节需要它们与锚蛋白-G（600465）相互作用。锚蛋白-G 专门定位于杆外节，与 CNG 通道共免疫沉淀，并与通道 β-1 子单元的 C 端结构域结合。新生儿视网膜中锚蛋白-G 的缺失显着降低了 CNG 通道的表达。CNG通道β-子单元突变体在非洲爪蟾视杆中的转基因表达表明，锚蛋白-G结合对于将β-1子单元靶向外部节段是必要且充分的。因此，Kizhatil 等人（2009）得出结论，锚蛋白-G 是将 CNG 通道转移到杆外节质膜所必需的。

▼ 生化特征

钟等人（2002）报道了名为 CLZ（羧基末端亮氨酸拉链）的亮氨酸拉链同源结构域的鉴定，该结构域存在于 CNG 通道 A 子单元的远端 C 末端，但在 B 子单元中不存在，并介导子间相互作用单元交互。通过交联、非变性凝胶电泳和分析离心，发现该 CLZ 结构域介导三聚体相互作用。此外，其 CLZ 结构域被通用三聚体亮氨酸拉链取代的突变锥 CNG 通道 A 子单元产生的通道与野生型非常相似，但如果被二聚体或四聚体亮氨酸拉链取代，则效果较差。这种仅 A-子单元的三聚体相互作用表明异聚 CNG 通道实际上采用 3A:1B 化学计量。对纯化的牛杆 CNG 通道的生化分析证实了这一结论。钟等人（2002）得出的结论是，这种修订后的化学计量为理解 CNG 通道家族的结构和功能提供了新的基础。

在非洲爪蟾卵母细胞中，Trudeau 和 Zagotta（2002）表明 CNGA1-RP（CNGA1 子单元的一种突变形式，缺少 C 末端区域的最后 37 个氨基酸（123825.0004））形成了正常表达的功能同聚通道，类似于野生型。相比之下，CNGA1-RP和野生型CNGB1的共表达导致异聚通道不传送电流并且在膜表面检测不到，尽管这些子单元蛋白存在于细胞内部。研究揭示了 CGNA1 的 C 端区域（CNGA1-RP 中缺失）与 CNGB1 的 N 端区域之间存在蛋白质-蛋白质相互作用。在没有这种相互作用的情况下，CNGB1 中暴露的短 N 端区域阻止了异聚通道的膜表达。

Cheng 和 Zagotta（2004）发现，当将 3 个大鼠嗅觉 CNG 通道子单元 Cnga2（300338）、Cnga4（609472）和 Cngb1b（Cngb1 的剪接变体）的 cRNA 共注射到爪蟾卵母细胞中时，表面的功能通道膜含有固定比例的 Cnga2:Cnga4:Cngb1b 为 2:1:1。当与 Cnga2 单独表达时，Cnga4 和 Cngb1b 子单元作为单个拷贝存在，并且当单独表达时，它们不自组装。

▼ 分子遗传学

巴雷尔等人（2001）研究了一个患有常染色体隐性遗传色素性视网膜炎的法国近亲家庭（RP45; 613767）。巴雷尔等人（2001）排除了与 RP 相关的已知基因座的连锁，并通过纯合性作图将该家族中的疾病基因定位到染色体 16q13-q21。他们指出了 2 个候选基因：KIFC3（604535）和 CNGB1。突变分析表明CNGB1在该家系中发生突变。

Kondo 等人在一名患有 RP 的 67 岁日本男子中（2004）鉴定了 CNGB1 基因剪接位点突变的纯合性（600724.0002）。

傅等人（2013）对 31 个患有常染色体隐性遗传 RP 的无亲缘关系的中国家庭进行了 163 个视网膜疾病基因的突变筛查，并鉴定了 CNGB1 基因（P530R; 600724.0003）中保守残基的错义突变的纯合性，该突变在 1 个家庭中与疾病分离。

▼ 等位基因变异体（3 个精选示例）：

.0001 色素性视网膜炎 45
CNGB1, GLY993VAL

在一个受常染色体隐性遗传色素性视网膜炎影响的法国近亲家庭中（RP45; 613767） Bareil 等人（2001）发现受影响的个体在 CNGB1 基因的外显子 30 中存在 2978G-T 颠换纯合子，预计会导致蛋白质中的 gly993 至 val（G993V）氨基酸变化。在正常样本或其他 RP 样本中未发现该突变。Gly993 是保守残基；错义 G993V 的变化预计会改变视杆 cGMP 门控通道的 β-子单元的环核苷酸结合结构域。

.0002 色素性视网膜炎 45
CNGB1、IVS32DS、GA、+1

Kondo 等人在一名 67 岁的日本男性中发现了夜盲症，并在 30 岁时被诊断为色素性视网膜炎（RP45; 613767）（2004）在 CNGB1 基因（3444+1G-A）的外显子 32 的供体位点发现了一个新的纯合剪接位点突变，导致最后 28 个氨基酸的移码和截短。

.0003 色素性视网膜炎 45
CNGB1, PRO530ARG

Fu 等人在一名中国色素性视网膜炎患者（RP45; 613767）中进行了研究（2013）鉴定了 CNGB1 基因中 c.1589C-G 颠换（c.1589C-G, NM_001297.4）的纯合性，导致保守残基处 pro530 到 arg（P530R）取代。该突变随家族中的疾病而分离，并且在 1000 个基因组计划、dbSNP（版本 135）或外显子组测序计划数据库中未发现。