WW结合蛋白11; WBP11
NPW38-结合蛋白;NPWBP
与 PQBP1 和 PP1 相互作用的剪接因子;SIPP1
HGNC 批准的基因符号:WBP11
细胞遗传学定位:12p12.3 基因组坐标(GRCh38):12:14,784,582-14,803,478(来自 NCBI)
▼ 说明
WBP11是一种剪接因子,穿梭于细胞核和细胞质之间,并与聚谷氨酰胺结合蛋白-1(PQBP1;300463)(小室等,1999;洛里安等人,2005)。
▼ 克隆与表达
Komuro et al.(1999) identified WBP11, which they called NPWBP, from HeLa cell nuclear extracts as an NPW38(PQBP1)-binding protein. The deduced 641-amino acid protein has an N-terminal coiled-coil domain, followed by a pro-rich region, 2 acidic regions, and a second C-terminal pro-rich region. WBP11 also has 4 putative nuclear localization signals(NLSs) in its N-terminal half. WBP11 had an apparent molecular mass of 94 kD by SDS-PAGE. Immunofluorescence and coimmunoprecipitation analyses showed that WBP11 and NPW38 colocalized to the same subnuclear regions and interacted in HeLa cells.
通过对小鼠胚胎 cDNA 文库进行酵母 2 杂交筛选,Llorian 等人(2004)鉴定了小鼠 Wbp11,他们将其称为 Sipp1,作为 Npw38 相互作用子。推导的 641 个氨基酸的小鼠蛋白具有假定的二分 NLS、一个卷曲螺旋区域、2 个富含脯氨酸的区域和一个富含天冬氨酸的区域。Wbp11还含有2个蛋白磷酸酶-1(PP1; 参见 176875)-相互作用区域和包含共有 RVXF 序列的区域,介导与 PP1 的结合。Northern印迹分析显示Wbp11在所有测试的小鼠组织中都有表达,其中睾丸中的丰度最高。在转染的COS-1和HeLa细胞中,Wbp11主要存在于细胞核中,并富集于核斑点中,核斑点代表剪接因子的储存/组装位点。一个独特的 Wbp11 池也与细胞质中的细胞骨架元件相关。
Park 等人(2019)通过对 DLD-1 伪二倍体人结肠癌细胞进行敲除筛选,鉴定出 WBP11 是中心粒复制和/或稳定性所需的蛋白质。WBP11 与 PP1 催化子单元的所有 3 个亚型相互作用,但中心粒复制不需要 PP1 与 WBP11 结合。WBP11 也是细胞增殖和有丝分裂及时进展所必需的,WBP11 的急性耗竭会导致有丝分裂异常和细胞增殖缺陷。在 WBP11 的邻近相互作用组中鉴定出许多剪接因子,突出了 WBP11 在前 mRNA 剪接中的核心作用。然而,全转录组鉴定表明,只有一部分内含子的正确剪接需要 WBP11,因为 WBP11 的丢失对少量前 mRNA 的剪接有很大影响。WBP11 邻近相互作用组中最丰富的蛋白质之一是 PQBP1,但中心粒复制不需要 WBP11 与 PQBP1 的结合。相比之下,SNW1(SKIIP;603055)是从邻近相互作用组中鉴定出的另一种前体 mRNA 剪接因子,它是一组常见前体 mRNA 与 WBP11 的正确剪接所必需的。特别是,WBP11促进了TUBGCP6(610053)前体mRNA的正确剪接,而这个过程也需要SNW1。TUBGCP6 的缺失导致 DLD-1 细胞中心粒复制失败,类似于 WBP11 缺失造成的情况。在缺乏 WBP11 的细胞中表达无内含子 TUBGCP6 可以部分挽救中心粒重复。分析表明,WBP11 是剪接具有弱 5 素剪接位点的短内含子所必需的。
Martin等人(2020)使用多克隆抗WBP11抗体来确定Wbp11在发育过程中的表达模式。在胚胎期(E)9.5的小鼠胚胎中,抗WBP11反应性主要集中在细胞核,并在前体中胚层和体节、椎骨祖细胞以及此阶段的所有其他组织中发现,尽管在胚胎中表达较高。表面外胚层和胎儿血细胞中。Wbp11 在 E10.5、E11.5 和 E12.5 处也普遍表达;因此,作者指出,Wbp11 表达并不局限于受 Wbp11 杂合性影响的组织前体(参见动物模型)。
▼ 测绘
Gross(2018)根据WBP11序列(GenBank BC023532)与基因组序列(GRCh38)的比对,将WBP11基因定位到染色体12p12.3。
▼ 基因功能
Komuro等人(1999)证实人NPW38的WW结构域与WBP11的2个富含脯氨酸的区域相关,特别是与包含被arg包围的PPGPPP序列的基序相关,作者将其称为PGR基序。体外寡核苷酸结合测定表明,WBP11 是一种优先结合聚(rG)序列的 RNA 结合蛋白。进一步分析表明,WBP11 还结合单链 DNA,并且对富含 G 的序列具有优先亲和力。电泳迁移率变动分析表明 WBP11 的 N 末端区域参与了核酸结合。
Llorian et al.(2004)发现,样本Wbp11与PP1的结合缺乏亚型特异性,因为Wbp11可以结合PP1的所有亚型。在瞬时转染的 COS-1 细胞中,Wbp11 与 PP1 相互作用并抑制其蛋白磷酸酶活性。作者证实 Wbp11 的 N 端 45 个残基含有功能性 NLS,并表明 Wbp11 的 C 端结构域参与 Wbp11 靶向剪接因子区室。Wbp11 被招募到转染的 HeLa 细胞中的剪接体中,并且 Wbp11 片段的表达几乎完全阻断了 β-珠蛋白前体 mRNA 的剪接。
Llorian 等人(2005)将人类 WBP11 鉴定为核质穿梭蛋白。在基础条件下,内源性 WBP11 通过与所有测试的人类细胞中的 NPW38 结合而保留在细胞核中。WBP11 的核输入由 2 个核定位信号介导。WBP11 和 NPW38 共定位于核包涵体中。在这些包涵体中,WBP11 富集在核心,而 NPW38 优先富集在边缘。进一步分析表明,WBP11并不作为PP1的核靶向子单元,但它能够将核PP1重新靶向斑点。SaOS2 细胞或 HeLa 细胞暴露于紫外线或 X 辐射会导致内源性 WBP11 在细胞质中积累。WBP11 在细胞核和细胞质之间穿梭,其从细胞核的输出可能是由涉及 WBP11 的 9 个 C 端残基的核输出信号介导的。通过对 HEK293 细胞的分析,作者证明 WBP11 激活前 mRNA 剪接,并且剪接激活的程度与 WBP11 的核浓度相关。
Iwasaki and Thomsen(2014)发现Pqbp1敲低会导致非洲爪蟾胚胎中胚层和神经缺陷。Pqbp1 和 Wbp11 在爪蟾新生中胚层和神经外胚层中共表达,并且蛋白质相互作用并共定位于细胞核中。Pqbp1 和 Wbp11 都执行相似的发育功能,并且对于正常发育至关重要,因为 Wbp11 的敲低产生了与 Pqbp1 敲低相似的表型,并增强了 Pqbp1 敲低表型。基因表达分析证实 Pqbp1 和 Wbp11 敲低胚胎中存在缺陷的中胚层和神经标记表达。
Mizuguchi et al.(2016)利用平衡结合分析表明,WBP11结合NPW38并连接至U5-15KD(TXNL4A;611595)通过NPW38。NPW38 通过其 N 端 WW 结构域结合 WBP11,同时通过其 C 端结合 U5-15KD。WBP11和NPW38之间的结合降低了NPW38和U5-15KD之间的结合亲和力,从而通过变构机制负调节U5-15KD与NPW38的结合。
▼ 分子遗传学
来自7个家庭的13名患有椎体、心脏、气管食管、肾脏和肢体缺陷的患者(VCTERL;619227),Martin 等人(2020)鉴定了 WBP11 基因突变的杂合性(参见例如 618083.0001-618083.0003)。观察到不完全外显率和显着变异的疾病表达,包括家族内变异。
▼ 动物模型
Martin 等人(2020)使用 CRISPR/Cas9 生成了带有 Wbp11 无效等位基因的小鼠。杂合子的 Micro-CT 骨骼分析显示轴向缺陷,主要是颈椎融合;其他颈椎缺陷包括椎体缺失、中线不对称、半椎和蝶椎、颈肋、横突发育不全和联合异常。肋骨缺损和胸骨畸形也很常见。通过对比增强显微 CT 对软组织解剖学的评估显示,Wbp11 +/- 小鼠的脑、肺、肝和肾明显小于野生型同窝小鼠,尽管这些器官看起来结构正常。
▼ 等位基因变异体(3个精选例子):
.0001 椎骨、心脏、气管食管、肾脏和四肢缺陷
WBP11、ARG230TER
来自印度家庭(家庭 4)的一名母亲和 4 名儿童,患有脊椎、心脏、食道、肾脏和四肢缺陷(VCTERL;619227),Martin et al.(2020)鉴定了 WBP11 基因中 c.688C-T 转换的杂合性,导致 arg230 到 ter(R230X)的取代。未受影响的父亲并未携带该突变,而gnomAD数据库中未发现该突变。
.0002 椎骨、心脏、气管食管、肾脏和四肢缺陷
WBP11、1-BP 删除、612T
两姐妹(患者 7 和 7A)患有椎骨、心脏和气管食管缺陷,以及一名无血缘关系的男性患者(患者 5)患有肾发育不全(VCTERL;619227),Martin et al.(2020)鉴定出 WBP11 基因中 1 bp 缺失(c.612delT)的杂合性,导致移码,预计会导致提前终止密码子(Gly205ValfsTer19)。在第 7 个家庭中未受影响的母亲或 gnomAD 数据库中均未发现该突变;无法获取父亲的 DNA,据报道父亲身材矮小,脖子短。此外,第7个家庭中的2名无症状姐妹为突变杂合子,正在接受评估和影像学检查。患者 5 的父母未报告突变状态;作者指出,先证者是由肾病专家确定的,并未接受任何肾外评估。
.0003 椎骨、心脏、气管食管、肾脏和四肢缺陷
WBP11、ARG94TER
2个兄弟(家族1)患有脊椎、心脏、肾脏和四肢缺陷(VCTERL;619227),Martin et al.(2020)鉴定了 WBP11 基因中 c.280C-T 转变的杂合性,导致 arg94 到 ter(R94X)的取代。该变异在 gnomAD 数据库中未发现,但在无症状母亲中以杂合性存在,表明外显率不完全。