内质网氨基肽酶 1;ERAP1

脂肪细胞衍生的亮氨酸氨基肽酶;ALAP
TNFR1 脱落的氨基肽酶调节剂 1; ARTS1
嘌呤霉素不敏感的亮氨酰特异性氨基肽酶; PILSAP
与抗原加工相关的内质网氨基肽酶;ERAAP
KIAA0525

HGNC 批准的基因符号:ERAP1

细胞遗传学定位:5q15 基因组坐标(GRCh38):5:96,760,813-96,935,854(来自 NCBI)

▼ 说明

氨肽酶在多种肽的代谢中发挥作用,这些肽可能与血压和原发性高血压的发病机制有关(145500)。脂肪细胞源性亮氨酸氨肽酶(ALAP)是锌金属肽酶 M1 家族的成员。

▼ 克隆与表达

通过寻找可能编码大脑中表达的大蛋白的cDNA,Nagase等人(1998)鉴定了编码ERAP1的部分cDNA,他们将其命名为KIAA0525。875 个氨基酸的蛋白质预计与 ALPP(171800)的 428 个氨基酸有 44% 相同。RT-PCR 分析检测到胎盘、卵巢、肾脏和胸腺中表达最高。

Hattori等人(1999)通过在EST数据库中搜索与ALPP相似的序列,获得了编码ALAP的全长cDNA。推导的 941 个氨基酸蛋白包含一个 N 末端信号肽、5 个潜在的 N 糖基化位点、一个潜在的跨膜结构域和一个锌结合基序。Northern 印迹分析显示,除脑外,所有测试组织中均表达 3.6-和 5.1-kb 转录物,脑中仅表达 5.1-kb mRNA。另外一个 5.6-kb 的转录本在脾脏和卵巢中表达。Hattori 等人(1999)鉴定出编码 948 个残基的蛋白质的 ALAP 剪接变体。蛋白质印迹分析显示大约 100 kD 的细胞质蛋白的表达,接近预测的大小。功能分析表明对亮氨酸底物的偏好。

Hattori等(2000)通过在中国仓鼠卵巢细胞中表达重组ALAP,发现ALAP是一种分子量为120 kD的单体蛋白,可水解多种生物活性肽,包括血管紧张素II(见106150)。ALAP在人体组织中广泛表达,包括肾皮质,组织激肽释放酶(147910)定位于肾皮质。作者认为,ALAP 通过使肾脏中的血管紧张素 II 失活和/或缓激肽(见 113503)的生成在血压调节中发挥作用。

Schomburg 等人(2000)克隆了大鼠 Alap,他们将其称为嘌呤霉素不敏感的亮氨酰特异性氨肽酶,或 Pilsap。Pilsap 是一种由 930 个氨基酸组成的蛋白质,其水解活性似乎仅限于亮氨酸,以及较小程度的蛋氨酸。

Serwold等人(2002)生化纯化并克隆了930个氨基酸的丝氨肽酶,他们将其命名为Eraap。Western blot和免疫荧光显微镜显示约106-kD的糖基化蛋白,该蛋白可被γ-干扰素(IFNG;147570),当内质网(ER)中没有脯氨酸时,修剪 N 端赖氨酸、亮氨酸、酪氨酸和天冬酰胺残基,以产生主要组织相容性复合体(MHC)抗原呈递的最佳八聚体、主要肽和九聚体肽)分子。Serwold et al.(2002)得出结论,细胞质蛋白水解仅产生抗原肽的C末端。经过TAP(170260)转运后,N端延伸的肽与ER中的MHC结合,然后被Eraap修剪以获得最佳长度,然后从ER输出,这解释了为什么MHC I类呈递的肽具有精确的长度。

▼ 基因结构

Hattori等(2001)通过基因组序列分析确定ERAP1基因包含20个外显子,长度约为47 kb。引物延伸分析显示有 2 个转录起始位点,但没有 TATA 或 CAAT 框。荧光素酶报告基因检测揭示了该基因 5-prime 侧翼区域的功能性启动子活性,并表明该活性以细胞类型特异性方式受到调节。

▼ 测绘

Nagase等(1998)通过辐射杂交分析将ERAP1基因定位到染色体5。通过基因组序列分析,Hattori等(2001)将ERAP1基因定位到靠近亮氨酰胱氨肽酶基因(LNPEP;LNPEP;LNPEP)的染色体5q15。151300),表明最近存在基因重复。

▼ 基因功能

Cui等人(2002)通过酵母2-杂交分析和免疫共沉淀实验发现,人ARTS1与TNFR1(191190)的胞外结构域结合。ARTS1 的过度表达导致 TNFR1 脱落增加和膜相关 TNFR1 减少。通过表达反义 ARTS1 mRNA 来降低 ARTS1 的膜水平会产生相反的效果。重组ARTS1表现出对非极性氨基酸的选择性氨肽酶活性,但它对TNFR1没有活性,并且不是TNFR1脱落酶。ARTS1 既不与 TNFR2(191191)结合,也不改变其脱落,表明 TNFR1 具有特异性。Cui et al.(2002)得出结论,TNFR1-ARTS1分子复合物的形成代表了一种调节TNFR1脱落的新机制。

Saric et al.(2002)和York et al.(2002)确定纯化的ERAP1会修剪长度大于10个残基的肽,但它会保留并增强内质网或细胞质中产生的8个残基肽的产生。还发现 ERAP1 可以修剪近一半的 9-残基肽,从而在没有 IFNG 表达的情况下减少抗原肽的供应,从而诱导 ERAP1 表达,并导致磺酸体产生更多的 N 端延伸的抗原前体和 9-残留肽。

Saveanu等人(2005)利用分级分离的ER内容物检测氨肽酶活性,发现ERAP1和ERAP2(609497)共纯化。共聚焦显微镜证实 ERAP1 和 ERAP2 在 ER 中共定位。免疫沉淀实验表明ERAP1和ERAP2形成异二聚体。酶分析表明ERAP2优先水解碱性残基arg和lys,而ERAP1作用于leu。产生最小九聚体表位后不再继续修剪。Saveanu et al.(2005)得出结论,ERAP1和ERAP2在具有9个或更多残基的肽上以互补的方式发挥作用。

Chang等人(2005)使用合成肽和天然抗原前体表明,ERAP1优先选择与TAP转运的底物相同长度(9至16个残基)的底物。与大多数 MHC I 类分子一样,ERAP1 优选具有疏水性 C 末端氨基酸的肽。Chang等人(2005)得出结论,这些特性,特别是其与活性位点9至16个残基的疏水性C末端结合的“分子标尺”机制,将ERAP1与其他氨肽酶区分开来。他们提出 ERAP1 的进化是为了促进抗原呈递。

▼ 分子遗传学

关联待确认

Yamamoto 等人(2002)假设 ALAP 基因的基因组变异可能与高血压或血压的个体差异有关,因此在 488 名无关的日本个体中筛选了 ALAP 基因的突变。他们鉴定了 33 个多态性,其中 15 个是新的多态性。其中之一,lys528 至 arg,显示与原发性高血压有关。与存在 lys/lys 基因型相比,密码子 528 处存在 arg 等位基因的原发性高血压的估计优势比为 2.3(P 为 0.004)。密码子 528 的赖氨酸在 ALAP、LNPEP、大鼠 Pils 和小鼠 Vegf(192240)诱导的氨肽酶中是保守的。

有关ERAP1基因变异与强直性脊柱炎之间可能关联的讨论,请参见SPDA1(106300)。

▼ 动物模型

York et al.(2006)培育出缺乏 Erap1 的具有生育能力的健康小鼠。Erap1 -/- 脾细胞中的 MHC I 类水平降低,但成纤维细胞中没有,并且 Erap1 -/- 成纤维细胞中的肽修剪也降低。由于缺乏修剪酶,Erap1 -/- 小鼠对某些病毒肽的免疫反应发生了改变。

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