线粒体多聚(A)聚合酶；MTAP

POLY（A）聚合酶、线粒体
POLY（A）聚合酶相关结构域蛋白1；PAPD1
PAP 相关结构域蛋白 1

HGNC 批准的基因符号：MTPAP

细胞遗传学定位：10p11.23 基因组坐标（GRCh38）：10:30,309,801-30,349,278（来自 NCBI）

▼ 说明

MTPAP 是一种核编码聚合酶，可在线粒体 mRNA 上合成同聚聚（A）尾（Tomecki et al., 2004）。

▼ 克隆与表达

Tomecki等人（2004）通过在数据库中搜索与粟酒裂殖酵母细胞质poly（A）聚合酶Cid13相似的序列，然后筛选HeLa细胞cDNA文库，克隆了人MTPAP。推导的 582 个氨基酸蛋白具有 N 端线粒体靶向信号，随后是假定的 RNA 结合结构域、中央核苷酸转移酶结构域、聚（A）聚合酶（PAP）/25A 核心结构域和 PAP/25A-关联域。核苷酸转移酶和 PAP/25A 核心结构域部分重叠。Northern 印迹分析在所有检查的组织中检测到约 2.6 kb 的主要 MTPAP 转录物，在心脏、大脑和骨骼肌中表达最高。数据库分析揭示了小鼠、大鼠和果蝇中 MTPAP 的直系同源物。RNA 结合结构域仅在人类、小鼠和大鼠直向同源物之间保守。表位标记的 MTPAP 定位于转染的 HeLa 细胞中的线粒体。

▼ 基因功能

Tomecki et al.（2004）利用RNA干扰技术表明，HeLa细胞中MTPAP的敲除导致线粒体mRNA 3-prime末端的poly（A）延伸显着缩短，但并没有消除。MTPAP 的敲低似乎也增加了所检查的每种线粒体 mRNA 的数量。

Wilson等人（2014）发现MTPAP位于不同的焦点内，称为线粒体颗粒，线粒体RNA在这里被加工。

▼ 基因结构

Tomecki et al.（2004）确定MTPAP基因包含9个外显子，跨度约35.5 kb。

▼ 测绘

Tomecki et al.（2004）通过基因组序列分析，将MTPAP基因定位到染色体10p12.1。Gross（2010）根据MTPAP序列（GenBank AB194709）与基因组序列（GRCh37）的比对，将MTPAP基因定位到染色体10p11.23。

▼ 分子遗传学

6名患有常染色体隐性遗传性痉挛性共济失调-4（SPAX4；Crosby et al.（2010）在MTPAP基因中发现了一个纯合突变（N478D；613672）。613669.0001）。该表型的特征是儿童早期出现进行性小脑共济失调、痉挛性截瘫、构音障碍和视神经萎缩。该突变导致代表性线粒体 mRNA 转录本上的聚腺苷酸尾被截断。

▼ 等位基因变异体（1个精选示例）：

.0001 痉挛性共济失调 4，常染色体隐性遗传（1 家族）

MTPAP、ASN478ASP

旧秩序阿米什血统的一个大近亲家庭的 6 名受影响成员患有痉挛性共济失调 4（SPAX4；613672），Crosby et al.（2010）在MTPAP基因的外显子9中鉴定出纯合的1432A-G转换，导致NPFE序列中高度保守的区域发生asn478到asp（N478D）的替换。该表型的特征是儿童早期出现进行性小脑共济失调、痉挛性截瘫、构音障碍和视神经萎缩。在来自欧洲血统个体的 600 个对照染色体中未发现该突变，但在来自同一俄亥俄州阿米什社区的 200 个对照染色体中的 1 个中发现了该突变。对线粒体编码转录本RNA14和MTCO1（516030）的线粒体poly（A）尾进行评估表明，与多腺苷酸化（大于30个核苷酸）转录本相比，MTPAP突变的纯合携带者的寡腺苷酸化（小于10个核苷酸）的百分比显着增加与 N478D 突变杂合的未受影响父母相比。尽管线粒体 mRNA 转录物多腺苷酸化的确切功能仍不清楚，但该过程对于维持线粒体中正确的 mRNA 表达至关重要，并且该过程的破坏会导致线粒体功能障碍，如该家族的神经变性所示。

Wilson等人（2014）对来自阿米什家族的2名患者和1名未受影响的专性突变携带者的成纤维细胞进行了Crosby等人（2010）报道的SPAX4的研究。来自患者细胞的线粒体 mRNA 显示缺乏多腺苷酸化，并且伴随着寡腺苷酸化种类的增加。杂合细胞与对照细胞相似，寡腺苷酸化 mRNA 略有增加。纯合突变细胞系显示氧化磷酸化活性降低，以及线粒体复合物 I 和 IV 的数量和活性严重降低。对患者细胞中 mRNA 种类的稳态水平和转录的影响因转录本而异。这些发现与线粒体基因表达的选择性缺陷一致，并且这些缺陷可以通过野生型 MTPAP 的表达来挽救。突变蛋白显示出正常定位，但无法在体外延伸未腺苷酸化的MTND3（516002）底物，这与酶功能的丧失一致。线粒体RNA结合复合物LRPPRC（607544）/SLIRP（610211）的添加，轻微增强了突变蛋白的腺苷酸化活性。Wilson et al.（2014）得出结论，poly（A）长度的改变会导致转录后表达失调，并导致呼吸链复合物的致病性缺乏。