单磷酸胞苷 (UMP-CMP) 激酶 1，胞质；CMPK1

胞苷单磷酸激酶；CMPK
胞苷酸激酶；CMK
尿苷单磷酸/胞苷单磷酸激酶
UMP/CMP 激酶
UMP/CMPK
尿苷单磷酸激酶；UMPK；UMK

HGNC 批准的基因符号：CMPK1

细胞遗传学定位：1p33 基因组坐标（GRCh38）：1:47,333,790-47,378,839（来自 NCBI）

▼ 说明

单磷酸尿苷（UMP）/单磷酸胞苷（CMP）激酶（EC 2.7.4.4）催化ATP向UMP、CMP和脱氧CMP（dCMP）的磷酰基转移，导致ADP和相应的核苷二磷酸的形成。这些二磷酸核苷是细胞核酸合成所必需的（Liou et al., 2002）。

▼ 克隆与表达

Van Rompay等人（1999）通过在EST数据库中搜索与猪UMP/CMP激酶相似的序列，鉴定并克隆了人UMP/CMP激酶。最长的推导蛋白质含有 228 个氨基酸，计算分子量为 26 kD。然而，监测很可能从第二个起始蛋氨酸开始，产生 196 个氨基酸的蛋白质。UMP/CMP 激酶具有富含甘氨酸的三磷酸核苷结合区域，其 N 末端有一个单磷酸核苷结合位点，在其 C 末端有一个盖子结构域。Northern 印迹分析检测到在所有检查的组织中都有表达的 3.9-kb 转录物，其中在胰腺、骨骼肌和肝脏中表达最高。荧光标记的 UMP/CMP 激酶定位于转染的中国仓鼠卵巢细胞的胞质和细胞核。

Liou等（2002）通过EST数据库分析和人表皮样癌细胞系cDNA文库的PCR克隆了UMP/CMP激酶。蛋白质印迹分析在所有检查的人类细胞系中检测到 UMP/CMP 激酶。内源酶以单一蛋白质的形式出现，与转染的 HeLa 细胞中表达的 196 个氨基酸形式共迁移。Liou et al.（2002）得出结论，较短的形式是内源翻译的蛋白质。

▼ 基因功能

Van Rompay 等人（1999）表征了重组 UMP/CMP 激酶的酶活性。核糖核苷酸 UMP 和 CMP 均被有效磷酸化，并且检测到 dCMP、dUMP、AMP 和 dAMP 的活性较低。UMP/CMP 激酶不会磷酸化其他单磷酸核苷酸。添加还原剂使 dCMP 的磷酸化增加了 21 倍，但对其他底物没有影响。总体而言，CMP 是最好的基材。几种抗癌核苷的单磷酸衍生物也是 UMP/CMP 激酶的底物。

Liou et al.（2002）发现UMP/CMP激酶的228个和196个氨基酸形式表现出相同的酶活性。通过检查 D- 和 L- 形式双脱氧 CMP 的磷酸化动力学，他们确定 UMP/CMP 激酶缺乏立体选择性。还原剂以剂量依赖性方式激活 UMP/CMP 激酶。ATP 和 dATP 是最好的磷酸盐供体，而 CTP 是最差的。dGTP 和 TTP 是 UMP 和 dCMP 底物的有效磷酸盐供体，但不适用于 CMP。存在强烈的反馈抑制，CTP抑制UMP磷酸化80%，抑制dCMP磷酸化60%。

▼ 生化特征

Segura-Pena 等人（2004）报道了 UMP/CMP 激酶的无底物开放形式的晶体结构，并将其与先前报道的类似 D. discoideum UMP/CMP 激酶的闭合状态进行比较。他们观察到诱导契合的经典例子，其中底物诱导的铰链残基构象变化导致功能域的刚体运动，从而形成催化活性状态。盖结构域在底物结合后闭合，使几个催化残基与两种底物的磷酸基团紧密接近。

▼ 测绘

Giblett et al.（1975）表明UMPK和Rh（111700）是相关的（基于4个家族，在theta 0.05时lod得分为2.313）。（Rh位于1p36.2-p34。Cook and Hamerton（1979）给出1p32作为UMPK的SRO。Satlin et al.（1975）通过体细胞杂种的研究将UMPK归属于染色体1。Goss-Harris 方法绘制了家族重组研究和杂交细胞同线性测试的组合特征。应用于染色体1时，该方法显示AK2和UMPK位于PGM1远端，位点顺序为PGM1：UMPK：（AK2，α-FUC）：ENO1（Goss和Harris，1977）。

Van Rompay等（1999）通过辐射杂交分析将UMP/CMPK基因定位到染色体1p34.1-p33。

▼ 分子遗传学

Giblett等（1974）通过淀粉凝胶电泳发现了UMPK的遗传多态性。家族研究提供了常染色体位点上 3 个等位基因（UMPK1、UMPK2 和 UMPK3）的证据。UMPK1等位基因的催化活性约为UMPK2等位基因的3倍，因此UMPK2纯合子相对缺乏该酶。3 个 UMPK2 纯合子中有两个是患有长期呼吸道感染的儿童。Giblett等人（1974）认为，UMPK2纯合子中免疫活性淋巴细胞对适当刺激作出反应的能力受到损害，其方式类似于腺苷脱氨酶缺乏导致的免疫缺陷。阿拉斯加爱斯基摩人的 B 型侵袭性流感嗜血杆菌疾病（主要是脑膜炎）已知患病率最高：所有儿童中 1% 至 5% 在出生后的头 2 年患有该疾病。在该人群中，UMPK 的多态性变体 UMPK3 与侵袭性 HIB 疾病呈正相关（相对风险 3.3）。未发现 HIB 疾病患者和健康对照者之间自然获得的 HIB 抗荚膜抗体水平存在差异。因此，UMPK3等位基因可能在介导HIB的非体液免疫中发挥作用（Petersen et al., 1985）。

Roychoudhury 和 Nei（1988）将等位基因变异的基因频率数据制成表格。

▼ 命名法

尿苷激酶，或UK（参见UCK2；609329），有时被用作 UMPK 的别名。然而，这种用法是不准确的，因为这两种酶催化三磷酸核苷合成中的不同步骤。尿苷激酶催化第一个磷酸盐加成尿苷形成UMP，而UMPK催化第二个磷酸盐加成形成UDP。