ARL3 GTPase 的 RP2 激活剂；RP2
RP2 GENE
HGNC 批准的基因符号：RP2
细胞遗传学定位：Xp11.3 基因组坐标（GRCh38）：X:46,837,043-46,882,358（来自 NCBI）
▼ 克隆与表达
通过在与视网膜色素变性-2（RP2；RP2）相关的5-cM基因组区间进行定位克隆 312600），Schwahn等人（1998）鉴定了RP2基因。利用YAC代表杂交（YRH）技术，他们在1个X染色体连锁隐性视网膜色素变性患者中检测到了LINE 1（L1）插入。外显子捕获实验揭示了一种编码 350 个氨基酸蛋白质的新基因。预测的基因产物与人类辅因子C（602971）具有同源性，这是一种参与β-微管蛋白（191130）折叠最终步骤的蛋白质。与 cDNA 的 Northern 印迹杂交显示在所有检查的胎儿和成人组织中都有 4 kb 的转录物。RT-PCR 使用分别位于起始密码子和终止密码子两侧的嵌套引物显示在成人视网膜中的表达，扩增了 1.2 kb 的片段。
▼ 基因结构
Schwahn et al.（1998）确定RP2基因含有5个外显子。
▼ 测绘
Thiselton 等人（1996）报告了染色体 Xp11.3-p11.23 上视网膜色素变性 2 基因座的明确定位，间隔为 5 cM。Schwahn et al.（1998）在这个区间内鉴定出了RP2基因。
▼ 基因功能
Chapple 等人（2000）通过肉豆蔻酰化和棕榈酰化在 RP2 蛋白中鉴定出 N 末端酰基修饰的推定位点，与其在培养细胞质膜中的主要定位一致。对 N 端酰化可能需要的残基突变的分析表明，棕榈酰基部分负责将肉豆蔻酰化蛋白从细胞内膜靶向质膜。
Schwahn等人（2001）通过搜索蛋白质序列数据库确定RP2和辅因子C代表2个不同的直系同源群的成员。之前在 RP2 中发现的所有错义突变均影响在所有 RP2 直向同源物或两个直向同源组中保守的氨基酸残基。对瞬时转染细胞中的 RP2-绿色荧光蛋白融合蛋白的研究表明，RP2 N 末端的突变消除了质膜的定位，而 C 末端蛋白截短突变导致细胞质中分散的荧光灶。蛋白质印迹分析未能在来自蛋白截短突变患者的永生化细胞系中检测到 RP2 蛋白，但 mRNA 仍然存在。作者得出结论，RP2 蛋白的丢失和/或异常的细胞内分布可能是大多数 RP2 病例中感光细胞变性的基础。
RP2 蛋白与辅因子 C 一样，与辅因子 D 结合可刺激微管蛋白的 GTP 酶活性。RP2 还被证明与 ADP-核糖基化因子样-3（ARL3；ARL3；604695）以核苷酸和肉豆蔻酰化依赖性方式。Grayson等人（2002）研究了患者来源的细胞系和视网膜中RP2、辅因子C和ARL3之间的关系。RP2（R120X；arg120-to-ter）突变患者的淋巴母细胞检查 312600.0008）表明辅因子C和ARL3的表达水平不受RP2缺失的影响。在人类视网膜中，RP2 定位于视杆细胞和视锥细胞光感受器的质膜，从外节穿过内节延伸到突触末端。相比之下，辅因子 C 和 ARL3 主要定位于视杆细胞和视锥细胞光感受器中的光感受器连接纤毛。辅因子 C 分布在细胞质中，而 ARL3 则分布在所有细胞内的其他微管结构中。Grayson等人（2002）提出，RP2可能与ARL3协同发挥作用，将细胞膜与光感受器中的细胞骨架连接起来，作为细胞信号传导或囊泡运输机制的一部分。
Evans等（2010）在体外证明RP2基因产物定位于睫状体，即基体和感光器纤毛基部的相关中心粒。靶向睫状体基部依赖于 N 末端肉豆蔻酰化。RP2 还定位于高尔基体和光感受器的纤毛周围脊，表明其在调节囊泡运输和对接中发挥作用。KIF3A（604683）是鞭毛内运输（IFT）的一个组成部分，在纤毛维持和通过光感受器中连接纤毛的蛋白质运输中发挥重要作用。与KIF3A和ARL3（604695）耗尽类似，RP2的丢失导致高尔基体网络破碎。RP2 的消耗和 ARL3 的失调导致囊泡循环货物从高尔基复合体分散到纤毛，包括 IFT 蛋白 IFT20（614394）。Evans et al.（2010）提出，RP2对ARL3的调节对于维持高尔基体凝聚力、促进囊泡的运输和对接非常重要，从而将蛋白质携带到连接纤毛的光感受器基部，从而运输到外节。
在肾上皮细胞中，Hurd等（2010）证明RP2通过氨基末端的双酰化定位于初级纤毛。它与常染色体显性多囊肾病蛋白多囊蛋白-2（PKD2；PKD2；173910）。短发夹 RNA（shRNA）消除 RP2 会促进纤毛尖端肿胀，这可能代表多囊蛋白-2 和其他纤毛蛋白的异常运输。斑马鱼中吗啡啉介导的 RP2 表达抑制导致与纤毛功能障碍相关的多种发育缺陷，例如脑积水、肾囊肿和内脏反位。除了观察到的 RP2 和多囊蛋白-2 之间的物理相互作用外，双吗啉介导的多囊蛋白-2 和 RP2 敲低导致逆位增强，表明这 2 个基因可能调节共同的发育过程。作者提出，RP2 可能通过与多囊蛋白-2 相关而成为纤毛功能的重要调节因子，并提供了视网膜和肾纤毛功能之间进一步联系的证据。
▼ 生化特征
Veltel et al.（2008）以2.6埃的分辨率解析了与GTP类似物和人RP2结合的小鼠Arl3的中央G结构域的晶体结构。Arl3 的两个开关区域均与 RP2 的 N 末端 β 螺旋结构域相互作用。生化分析表明，Arl3 的 GTP 水解固有速率较慢，催化量的 RP2 可将其加速超过 1,400 倍。Veltel等人（2008）还确定RP2的arg118和Arl3的gln71是关键的活性位点催化残基。他们得出结论，RP2是ARL3的GTP酶激活蛋白（GAP）。
▼ 分子遗传学
6例X染色体连锁视网膜色素变性（RP2；312600），Schwahn 等人（1998）在 RP2 基因中鉴定出无义、错义和移码突变，以及 2 个小缺失。
▼ 等位基因变异体（8个精选示例）：
.0001 色素性视网膜炎 2
RP2、SER6DEL
X染色体连锁视网膜色素变性（RP2；312600），Schwahn et al.（1998）证明了RP2基因中密码子6 TCC（丝氨酸）的缺失。Chapple 等人（2000）表明，ser6del 突变干扰了蛋白质向质膜的靶向。
.0002 色素性视网膜炎 2
RP2、GLN26TER
X染色体连锁视网膜色素变性（RP2；312600），Schwahn et al.（1998）证明了RP2基因的密码子26从CAG（谷氨酰胺）变为TAG（终止）（Q26X）。
.0003 色素性视网膜炎 2
RP2、ARG118HIS
X染色体连锁视网膜色素变性（RP2；312600），Schwahn et al.（1998）证明RP2基因外显子118密码子从CGT（精氨酸）变为CAT（组氨酸）（R118H）。Schwahn等人（1998）的患者来自中欧；Sharon et al.（2000）在一位北美患者中报告了相同的突变。
.0004 色素性视网膜炎 2
RP2、TYR151TER
X染色体连锁视网膜色素变性（RP2；312600），Schwahn et al.（1998）证明RP2基因外显子151密码子从TAC（酪氨酸）变为TAG（stop）（Y151X）。
.0005 色素性视网膜炎 2
RP2、1-BP DEL
X染色体连锁视网膜色素变性（RP2；312600），Schwahn等人（1998）证明RP2基因的密码子151（TAC）中胞嘧啶（C）的缺失，导致移码和基因产物中199个氨基酸的缺失。本例中删除的核苷酸与Y151X突变中突变的核苷酸相同（312600.0004）。
.0006 色素性视网膜炎 2
RP2、ARG118LEU
Miano et al.（2001）在RP2基因的外显子2中发现了一个354G-T颠换，导致arg118氨基酸变化为leu氨基酸（R118L），作为意大利X染色体连锁色素性视网膜炎病例的基础（ RP2；312600）。同一密码子R118H（312600.0003）的突变此前曾报道过，一次来自中欧（Schwahn et al., 1998），一次来自北美（Sharon et al., 2000）。
.0007 色素性视网膜炎 2
RP2、1-BP INS、303T
西班牙X染色体连锁色素性视网膜炎（RP2；312600），Miano et al.（2001）发现在RP2基因外显子2的第303位核苷酸后插入了一个T。插入导致移码和残基 123 处的终止密码子。
.0008 色素性视网膜炎 2
RP2、ARG120TER
在 3 个明显不相关的 X 染色体连锁家族的受累成员中，视网膜色素变性（RP2；312600），Hardcastle et al.（1999）在RP2基因外显子2的第358位核苷酸处发现了C到T的转变，导致密码子120从CGA（arg）变为TGA（stop）（R120X）。该突变导致蛋白质被截断 231 个氨基酸。Vorster et al.（2004）在2名受影响的同父异母兄弟中发现了R120X突变；在作为专性携带者的母亲中，在体细胞中未检测到突变，这表明种系嵌合。他们推测特定核苷酸存在高度可变性的可能性。
