含脱水解酶结构域的蛋白 5、溶血磷脂酸酰基转移酶;ABHD5

比较基因鉴定58;CGI58
NCIE2 基因;NCIE2

HGNC 批准的基因符号:ABHD5

细胞遗传学定位:3p21.33 基因组坐标(GRCh38):3:43,690,870-43,734,371(来自 NCBI)

▼ 说明

ABHD5 充当合成磷脂酸的酰基转移酶,磷脂酸是膜和储存脂质生物合成的主要中间体。它还作为脂肪细胞甘油三酯脂肪酶(ATGL,或 PNPLA2)的共激活剂;609059)(Ghosh 等,2008)。

▼ 克隆与表达

通过检查Chanarin-Dorfman综合征(CDS;275630),一种罕见的常染色体隐性形式的NCIE(见242300),在染色体3p21上,Lefevre等人(2001)鉴定了几个候选基因,其中一个被命名为CGI58,被Lai等人(2000)鉴定为具有与线虫的蛋白质同源。Lefevre et al.(2001)确定CGI58编码大约39 kD的349个氨基酸的蛋白质,该蛋白质与由α/β水解酶折叠定义的大家族的几个成员具有很强的同源性。CGI58包含3个序列基序,对应于酯酶/脂肪酶/硫酯酶亚家族中发现的催化三联体,但不同之处在于其推定的催化三联体包含天冬酰胺代替通常的丝氨酸残基。数据库分析显示CGI58在多种组织中广泛表达,包括皮肤、淋巴细胞、肝脏、骨骼肌和大脑。数据库分析还揭示了 CGI58 从细菌到人类的保守性。

Ghosh et al.(2008)指出,人CGI58包含酯酶、水解酶/酰基转移酶和溶血磷脂酶结构域。

Yamaguchi et al.(2004)通过对分化的小鼠3T3-L1脂肪细胞进行蛋白质印迹和免疫组织化学分析,检测到Cgi58主要位于脂滴表面,与perilipin(PLIN1;PLIN1;170290)和Adrp(PLIN2;103195)。在分化的脂肪细胞的胞浆中也检测到了一些Cgi58,但在分化之前未检测到。

▼ 基因结构

Lefevre et al.(2001)确定ABHD5基因含有7个外显子。

▼ 测绘

Lefevre et al.(2001)在染色体3p21上鉴定了Chanarin-Dorfman综合征关键区域的ABHD5基因。

▼ 基因功能

Yamaguchi等人(2004)通过酵母2-杂交和蛋白质下拉实验发现大鼠Cgi58直接与小鼠perilipin和Adrp结合。

Ghosh等人(2008)发现纯化的重组人CGI58具有酰基转移酶活性,并使用棕榈酰辅酶A或油酰辅酶A作为酰基供体将溶血磷脂酸转化为磷脂酸。CGI58没有使用任何其他溶血磷脂作为酰基受体;相反,它的活性被所有其他溶血磷脂或所检测的磷脂(主要是溶血磷脂酰胆碱)抑制。对白色脂肪组织的生化和蛋白质印迹分析表明,Cgi58 在细胞质和脂滴中发挥作用。人 CGI58 的表达补充了缺乏酰基转移酶 Ict1 的酵母的代谢缺陷。酵母中 CGI58 的过度表达增加了所检查的所有主要磷脂的量,并减少了三酰甘油的量。CGI58突变gln130为pro(Q130P;604780.0004)和glu260至lys(E260K; 604780.0007)消除了CGI58激活ATGL的能力,对CGI58酰基转移酶活性没有影响。Ghosh等人(2008)得出结论,CGI58具有孤立的ATGL共激活和酰基转移酶活性。

Wang等人(2011)利用细胞培养模型和各种生化方法研究了PLIN1、PLIN2和PLIN5(613248)控制ATGL及其辅脂肪酶CGI58脂肪分解的机制。PLIN5通过在基础条件下结合并抑制脂滴表面的ATGL活性,对脂滴水解发挥负调节作用。即使经过蛋白激酶A(PKA;参见188830)激活,脂肪酸的释放仅略有增加。相反,招募 CGI58,然后与 ATGL 相互作用,会增加脂肪分解。PLIN1 和 PLIN2 均不直接与 ATGL 相互作用。Wang et al.(2011)提出PLIN5在氧化组织(如心脏和骨骼肌)中发挥关键作用,以保护线粒体免受脂肪分解过程中脂肪酸快速增加的影响。

▼ 分子遗传学

Lefevre等人(2001)在来自地中海盆地的9个Chanarin-Dorfman综合征家系(275630)中鉴定出8种不同的单倍型和ABHD5基因的纯合突变(604780.0001-604780.0008)。

▼ 动物模型

Radner et al.(2010)以预期的孟德尔频率获得了Cgi58 -/- 小鼠,但它们在出生后16小时内死亡。Cgi58 -/- 新生儿比野生型同窝出生的小鼠体形更小、体重更轻,并且表现出异常低的血浆脂质和葡萄糖水平、异位脂质积累、粒细胞空泡化和肝脂肪变性。Cgi58 -/- 表皮表现出层状鱼鳞病的特征,屏障功能受损。来自 Cgi58 -/- 胚胎的分离成纤维细胞由于 Atgl 介导的甘油三酯水解激活受损而显示出过多的脂质储存。Cgi58 -/- 表皮的免疫组织化学分析显示角质形成细胞分化和角质细胞形成延迟。与野生型表皮不同,移植到裸鼠上的Cgi58 -/- 表皮表现出严重的生长迟缓并且缺乏皮毛发育,这表明Cgi58 -/- 小鼠的皮肤缺陷是皮肤固有的,而不是由于全身性Cgi58缺陷所致。酰基神经酰胺是 omega-OH-神经酰胺与角质细胞蛋白共价结合的必需前体。角膜脂质包膜的表征显示,与野生型或 Atgl -/- 样品相比,Cgi58 -/- 皮肤中共价结合的 omega-OH-神经酰胺丰度减少,游离 omega-OH-神经酰胺水平升高,且酰基神经酰胺检测不到。放射性标记的油酸没有从甘油三酯池中释放,也没有转化为磷脂或酰基神经酰胺。Cgi58 在皮肤中的功能似乎孤立于 Atgl。Radner et al.(2010)得出的结论是,CGI58除了在甘油三酯稳态和能量分解代谢中发挥作用外,还在表皮甘油三酯分解代谢和酰基神经酰胺合成中发挥着至关重要的作用。

▼ 等位基因变异体(8个精选示例):

.0001 查纳林-多夫曼综合症

ABHD5、IVS6、GA、-1

突尼斯2个家庭患有Chanarin-Dorfman综合征(CDS;Lefevre et al.(275630),Lefevre et al.(2001)在ABHD5基因的外显子6中鉴定出纯合剪接位点受体突变773G-A。RT-PCR 证实该突变导致异常剪接和较小的基因产物。

.0002 查纳林-多夫曼综合症

ABHD5、SER33TER

Lefevre等人(2001)在阿尔及利亚患有Chanarin-Dorfman综合征的一个家系(275630)中发现了ABHD5基因外显子2 98G-C的纯合点突变,导致ser33-to-ter取代并提前终止的蛋白质。

.0003 查纳林-多夫曼综合症

ABHD5、IVS3、AG、-2

Lefevre等人(2001)在阿尔及利亚患有Chanarin-Dorfman综合征(275630)的一个家系中,在ABHD5基因外显子3的受体剪接位点发现了纯合IVS3-2A-G突变。

.0004 查纳林-多夫曼综合症

ABHD5、GLN130PRO

Lefevre等人(2001)在阿尔及利亚患有Chanarin-Dorfman综合征(275630)的一个家系中,在ABHD5基因的外显子3中发现了一个纯合的389A-C突变,导致gln130到pro(Q130P)的替换。

Yamaguchi et al.(2004)发现,大鼠Cgi58(Q132P)的相应突变在3种不同细胞系中的表达导致Cgi58错误定位远离脂滴并朝向弥散的细胞质分布。突变蛋白不与perilipin(PLIN1;170290)或与perilipin共定位在脂滴上。

.0005 查纳林-多夫曼综合症

ABHD5、GLU7LYS

Lefevre等人(2001)在摩洛哥的一个患有Chanarin-Dorfman综合征的家系(275630)中鉴定出ABHD5基因外显子1中的纯合19G-A突变,导致glu7-lys取代。

.0006 查纳林-多夫曼综合症

ABHD5、1-BP INS、594C

Lefevre等人(2001)在土耳其的一个患有Chanarin-Dorfman综合征的家系(275630)中鉴定出ABHD5基因外显子4中的纯合594insC突变,导致氨基酸209处的移码和提前终止。

.0007 查纳林-多夫曼综合症

ABHD5、GLU260LYS

Lefevre等人(2001)在土耳其的一个患有Chanarin-Dorfman综合征的家系(275630)中发现了ABHD5基因第6外显子的纯合778G-A突变,导致glu260到lys(E260K)的取代。

Yamaguchi et al.(2004)发现,大鼠Cgi58(E262K)的相应突变在3种不同细胞系中的表达导致Cgi58错误定位远离脂滴并朝向弥散的细胞质分布。突变蛋白不与perilipin(PLIN1;170290)或与perilipin共定位在脂滴上。

.0008 查纳林-多夫曼综合症

ABHD5、2-BP DEL、46AG

Lefevre等人(2001)在来自法国的Chanarin-Dorfman综合征家系(275630)中鉴定出ABHD5基因46delAG第1外显子中的纯合2-bp缺失,导致第35位氨基酸发生移码和提前终止。

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