NAD 激酶 2，线粒体； NADK2

染色体 5 开放解读码组 33; C5ORF33

HGNC 批准的基因符号：NADK2

细胞遗传学定位：5p13.2 基因组坐标（GRCh38）：5:36,192,589-36,242,279（来自 NCBI）

▼ 说明

NADK2 是一种合成 NADP+ 的线粒体激酶（Ohashi et al., 2012）。NADP+ 是涉及线粒体功能的多种生化途径的酶活性所必需的辅助因子（Tort 等人，2016 年总结）。

▼ 克隆与表达

Ohashi 等人使用拟南芥 Nadk3 查询人类数据库（2012）鉴定了 NADK2 的 2 个剪接变体，他们将其称为 C5ORF33。推导的全长 442 个氨基酸蛋白具有 62 个氨基酸 N 端线粒体靶向信号和一个中心 NADK 结构域。变体 2 编码推导的 279 个氨基酸的蛋白质，该蛋白质相对于全长 NADK2 在 N 端被截短。定量 PCR 检测到所有 12 个人体组织中都有可变的 NADK2 表达，其中心脏、肝脏和睾丸中的表达最高。荧光标记的 NADK2 定位于转染的 HEK293A 细胞中的线粒体。细胞分级分离和蛋白质印迹分析证实 NADK2 定位于线粒体。

▼ 基因功能

Ohashi 等人使用在大肠杆菌中表达的重组蛋白（2012）发现缺乏线粒体定位信号的可溶性 NADK2 将 NAD 和 ATP 转化为 NADP+ 和 ADP。NADK2 还使用几种内源性多磷酸盐作为磷酰基供体。NADK2 不能与其他测试底物一起发挥激酶作用。NADK2 活性受 NADP+、NADH 和 NADPH 抑制。HEK293A 细胞中 NADK2 的敲低不会影响细胞活力或线粒体形态，但会降低线粒体 NADK 活性并增加细胞内活性氧。

▼ 测绘

Hartz（2014）根据 NADK2 序列（GenBank AK057950）与基因组序列（GRCh37）的比对，将 NADK2 基因对应到染色体 5p13.2。

▼ 分子遗传学

在一名患有 2,4-二烯酰辅酶 A 还原酶缺乏症（DECRD; 616034）的西班牙裔男孩中，Houten 等人（2014）鉴定了 NADK2 基因中的纯合无义突变（R340X; 615787.0001）。该突变是通过外显子组测序发现的，并与家族中的疾病分离。从患者成纤维细胞中分离的线粒体显示 NADP（H）水平降低。尽管 NADPH 不能恢复患者细胞中的 DECR 活性，但野生型 NADK2 的转染能够挽救 DECR 缺陷。线粒体应激测试表明，与对照组相比，患者细胞的耗氧量总体下降，细胞外酸化增加。患者在婴儿早期就出现严重脑病、发育迟缓、运动异常和乳酸性酸中毒；他5岁时去世。实验室研究表明，由于 AASS（605113）活性受损，DECR 活性降低和高赖氨酸血症，两者均依赖于线粒体 NADP（H），但 Houten 等人（2014）表明，严重的表型可能是由于额外的线粒体 NADP 依赖性过程受损所致。

一名 10 岁西班牙女孩，父母无关，患有 DECRD、Tort 等人（2016）鉴定了 NADK2 基因中的纯合剪接位点突变（615787.0002）。该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。对患者细胞的分析显示，与对照组相比，患者细胞的 mRNA 和蛋白质水平降低，这与无义介导的 mRNA 衰减和功能丧失一致。

▼ 基因型/表型相关性

Pomerantz 等人对一名患有视神经萎缩、间歇性肌无力、高赖氨酸血症和高脯氨酸血症但患有亚临床 DECRD 的 16 岁女孩进行了研究（2018）鉴定了影响 NADK2 基因起始密码子的纯合突变（M1V; 615787.0003）。该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。在 1000 个基因组计划、外显子组变异服务器或 ExAC 数据库中未发现它。初级 NADK2 转录物编码 442 个氨基酸的亚型；使用嵌入弱 Kozak 序列中的下一个框内 Met 密码子将导致合成 279 个氨基酸的亚型，预计该亚型没有功能，因为它缺乏线粒体靶信号。对患者细胞的免疫印迹研究显示，与正常细胞相比，NADK2 蛋白水平降低，并且蛋白大小可能更小。此外，该蛋白质定位于胞质部分而不是线粒体部分。波梅兰茨等人（2018）的结论是，这种突变会导致亚等位基因。未直接测量 DECR 活性。

▼ 等位基因变异体（3 个精选示例）：

.0001 2,4-@二烯酰辅酶A还原酶缺乏症
NADK2，ARG340TER

在一名患有 2,4-二烯酰辅酶 A 还原酶缺乏症（DECRD; 616034）的西班牙裔男孩中，Houten 等人（2014）在 NADK2 基因的外显子 10 中发现了纯合的 c.1018C-T 转换，导致 arg340 到 ter（R340X）的取代。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与该家族中的疾病分离，并且在 dbSNP（版本 135）、1000 基因组计划或外显子组变异服务器数据库中不存在。对患者细胞的分析表明，该突变会导致无义介导的 mRNA 衰减，这与蛋白质水平和功能的严重丧失一致。野生型 NADK2 能够挽救患者成纤维细胞中缺陷的 DECR 活性。

.0002 2,4-@二烯酰辅酶A还原酶缺乏症
NADK2，IVS9DS，TC，+6

在一名 10 岁西班牙女孩中，她的父母无关，患有 2,4-二烯酰辅酶 A 还原酶缺乏症（DECRD；616034），Tort 等人（2016）鉴定了 NADK2 基因内含子 9 中的纯合 T 到 C 转换（c.956+6T-C），预计会导致剪接缺陷、移码和过早终止（Trp319CysfsTer21）。该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。对患者细胞的分析显示，与对照组相比，患者细胞的 mRNA 和蛋白质水平降低，这与无义介导的 mRNA 衰减和功能丧失一致。

.0003 2,4-@二烯酰辅酶A还原酶缺乏症，轻度
NADK2，MET1VAL

Pomerantz 等人在一名 16 岁女孩中发现了临床上不显着的 2,4-二烯酰辅酶 A 还原酶缺乏症（DECRD；616034）（2018）在 NADK2 基因中鉴定出纯合 c.1A-G 转换（c.1A-G, NM_001085411.1），导致起始密码子中的 met1 到 val（M1V）替换。该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。在 1000 个基因组计划、外显子组变异服务器或 ExAC 数据库中未发现它。初级 NADK2 转录物编码 442 个氨基酸的亚型；使用嵌入弱 Kozak 序列中的下一个框内 Met 密码子将导致合成 279 个氨基酸的亚型，预计该亚型没有功能，因为它缺乏线粒体靶信号。对患者细胞的免疫印迹研究显示，与正常细胞相比，NADK2 蛋白水平降低，并且蛋白大小可能更小。此外，该蛋白质定位于胞质部分而不是线粒体部分。波梅兰茨等人（2018）的结论是，这种突变会导致亚等位基因。该患者患有儿童期发病的视神经萎缩、间歇性肌无力、高赖氨酸血症和高脯氨酸血症。值得注意的是，C2:10 肉碱没有升高。