DDRGK 域包含蛋白 1;DDRGK1

DASHURIN
UFM1-含有 PCI 结构域 1 的结合蛋白; UFBP1
染色体 20 开放解读码组 116; C20ORF116

HGNC 批准的基因符号:DDRGK1

细胞遗传学定位:20p13 基因组坐标(GRCh38):20:3,190,350-3,204,682(来自 NCBI)

▼ 说明

DDRGK1 调节细胞对内质网(ER)应激的反应(Lemaire et al., 2011)并调节 NF-kappa-B(参见 NFKB1, 164011)核积累和转录活性(Xi et al., 2013)。

▼ 克隆与表达

Neziri等人(2010)通过对人肝脏总RNA进行RT-PCR分析,克隆了DDRGK1,并将其命名为Dashurin。推导的 314 个氨基酸的蛋白质具有推定的 N 端疏水信号序列和 C 端 PCI 结构域。PCI 结构域之所以如此命名,是因为它存在于 26S 胭脂体(见 604449)、COP9 信号体(见 616011)和起始因子 3(见 602039)的成分中,并且预计它能介导蛋白质-蛋白质相互作用。成熟的 Dashurin 蛋白缺乏信号序列,预计分子量为 32.5 kD。Northern 印迹分析检测到 1.35 kb 转录物在所有 8 个受检查的人体组织中都有可变表达,其中在心脏、肝脏、骨骼肌和胰腺中表达最高。Dashurin 也在所检查的所有特定大脑区域中表达,其中在延髓、大脑皮层和小脑中表达最高。免疫荧光分析在肾脏和外分泌胰腺的多个管状结构中检测到 Dashurin。对破碎的 HepG2 人肝癌细胞的差密度离心显示,Dashurin 主要定位于过氧化物酶体/线粒体,其次是高密度微粒体、质膜、细胞核和细胞质。Dashurin 的核定位依赖于细胞系。

Wu et al.(2010)通过质谱分析,鉴定出DDRGK1是与表位标记的C53(CDK5RAP3;CDK5RAP3;608202)来自HEK293细胞。推导的 314 个氨基酸蛋白质的计算分子量为 35.6 kD。Northern 印迹分析在所有 10 个小鼠组织中检测到 1.3 kb Ddrgk1 转录本。对人类癌细胞系的蛋白质印迹分析检测到表观分子质量为 42 kD 的 DDRGK1。免疫荧光分析显示,表位标记的 DDRGK1 与 ER 标记共定位,并且似乎定位于 ER 膜的细胞质侧。数据库分析在脊椎动物、无脊椎动物和植物中检测到 DDRGK1 的直系同源物,但在酵母中未检测到。

▼ 基因结构

Neziri et al.(2010)确定DDRGK1基因含有9个外显子。

▼ 测绘

Neziri et al.(2010)报道DDRGK1基因定位于染色体20p13。

▼ 基因功能

Neziri et al.(2010)利用报告基因检测发现了 Dashurin 可能参与 DNA 转录或 mRNA 上调的证据。

Wu等(2010)发现HeLa细胞中DDRGK1的过度表达导致细胞核周围ER网络的大量增殖和聚集。N 端疏水序列的缺失导致核内 DDRGK1 积累,表明 N 端序列可能充当跨膜结构域而不是信号序列。免疫沉淀分析显示HEK293细胞内源性DDRGK1和RCAD(UFL1; 613372)与C53进行交互。通过小干扰 RNA 敲低 HeLa 和 U2OS 细胞中的 RCAD 导致 C53 和 DDRGK1 蛋白水平急剧下降,这显然是由于泛素介导的降解所致。相反,RCAD 的过度表达抑制 C53 和 DDRGK1 的泛素化。

UFM1(610553)是一种小型泛素(见191339)样蛋白,通过酶级联与靶蛋白共价结合。Lemaire等人(2011)使用分离的小鼠胰岛和分泌胰岛素的小鼠细胞系,表明Ddrgk1通过Ufm1缀合进行共价修饰。Ddrgk1 和 Ufm1 似乎也存在非共价相互作用。Ddrgk1 和 Ufm1 的过度表达增加了 Ufm1 的 ER 定位。ER 应激上调了两种蛋白的表达,但降低了 Ufm1-Ddrgk1 结合。沉默 Ufm1、Ddrgk1 或 E3 结合酶 Ufl1 可增强 ER 应激时的细胞凋亡。

Xi et al.(2013)指出DDRGK1相互作用蛋白UFL1和C53调节NFκB转录活性。通过报告基因检测,他们确定 DDRGK1 还直接下调 NFKB 和 NFKB 依赖性基因的表达。抑制剂I-kappa-B-α(IKBA; 164008)结合NFκB的RELA(164014)子单元,并且由其磷酸化和泛素化引发的IKBA降解,允许NFKB的核转位和NFκB依赖性基因的激活。Xi等人(2013)发现DDRGK1直接与IKBA的N末端区域相互作用,该区域含有磷酸化丝氨酸和泛素化赖氨酸,从而保护IKBA免遭降解。DDRGK1还抑制cyclin D1(CCND1;168461)在转录水平上通过降低细胞外蛋白酶MMP9(120361)的表达来抑制人U2OS细胞的细胞迁移和侵袭。

Egunsola等(2017)在未分化和分化的ATDC5软骨形成细胞中敲除DDRGK1,发现SOX9(608160)的mRNA表达没有改变,但分化7天后SOX9蛋白水平下降。此外,分化细胞中COL2A1(120140)mRNA表达量降低。Ddrgk1缺失小鼠的肢芽中Sox9蛋白表达降低,Col2a1 mRNA水平降低,Sox9a过度表达挽救了Ddrgk1斑马鱼变形体的颅面缺陷。HEK293T 细胞中的免疫共沉淀分析显示 SOX9 与 DDRGK1 形成复合物。在用棕色体抑制剂处理的 HEK293T 细胞中,作者在有或没有 DDRGK1 共表达的情况下过表达 SOX9 和泛素(参见 191339),并观察到在 DDRGK1 存在的情况下泛素化 SOX9 的水平降低。DDRGK1 的过表达增加了 SOX9 的表达,而抑制 DDRGK1 并没有减弱 DDRGK1 对 SOX9 水平的影响。Egunsola et al.(2017)得出结论:DDRGK1是软骨细胞分化间充质浓缩阶段SOX9泛素化的关键上游调控因子。

▼ 分子遗传学

4个伊拉克裔犹太家庭患有Shohat型脊椎骨干骺端发育不良(SEMDSH;602557),Egunsola et al.(2017)鉴定了DDRGK1基因(616177.0001)中剪接位点突变的纯合性,该突变与疾病分离,并且在ExAC数据库中未发现。

▼ 动物模型

Egunsola等人(2017)在斑马鱼胚胎中敲除Ddrgk1,并观察到50%至61%的变形体出现颅面缺陷,其严重程度以剂量依赖性方式增加。这些缺陷包括梅克尔软骨和角软骨缩短和变形,以及角鳃软骨和颅神经软骨缺失。野生型 Ddrgk1 mRNA 的过度表达以剂量依赖性方式挽救软骨畸形。Egunsola 等人(2017)利用 CRISPR/Cas9 构建了 Ddrgk1 敲除小鼠,并观察到胚胎日(E)11.5 至 E12.5 之间因红细胞生成缺陷而致死。Ddrgk1 -/- 肢芽的评估表明,E12.5 时未发生间充质细胞的凝集,而在 E11.5 时,在野生型肢芽中观察到正确的手指形成模式。同样,在离体软骨分化测定中,E11.5 Ddrgk1 -/- 间充质细胞在 7 天后比野生型细胞产生更少的阿尔新蓝阳性软骨结节,并且与野生型细胞相比,在突变细胞中观察到细胞凋亡和细胞死亡增加。

▼ 等位基因变异体(1个精选示例):

.0001 脊椎骨干骺端发育不良,SHOHAT 型

DDRGK1、IVS3DS、GA、+1

4个伊拉克裔犹太家庭患有Shohat型脊椎骨干骺端发育不良(SEMDSH;602557),包括Shohat等人(1993)最初报道的家族,Egunsola等人(2017)在内含子3的供体剪接位点鉴定出剪接位点突变(c.408+​​1G-A)的纯合性。家族 1 和 2 的 13 个未受影响的家族成员中未发现突变或以杂合状态存在,并且在 ExAC 数据库中未发现突变;未报告家庭 3 和 4 中未受影响的家庭成员的突变状态。对患者类淋巴母细胞的全细胞裂解物进行定量 RT-PCR,显示出 2 种异常 RNA 的混合,第一个是由第三个内含子的通读产生的,第二个是由于使用了隐秘剪接位点而产生的;两者都导致过早终止密码子。蛋白质印迹分析显示患者细胞不表达 DDRGK1,这与无义介导的衰变一致。

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