神经氨酸酶4; NEU4
HGNC 批准基因符号：NEU4
细胞遗传学定位：2q37.3 基因组坐标（GRCh38）：2:241,809,193-241,817,413（来自 NCBI）
▼ 说明
神经氨酸酶或唾液酸酶（EC 3.2.1.18），如 NEU4，构成了一个糖水解酶大家族，可从各种唾液酸衍生物（如唾液寡糖、唾液糖蛋白和神经节苷脂）中切割末端唾液酸残基。
▼ 克隆与表达
Comelli et al.（2003）从脑 cDNA 文库中克隆了小鼠 Neu4。推导的 501 个氨基酸蛋白质的计算分子量约为 55 kD。
Monti等人（2004）通过在数据库中搜索与NEU2（605528）相似的序列来克隆人NEU4，然后筛选PAC文库并对从转染NEU4 PAC克隆的COS-7细胞中提取的总RNA进行RT-PCR。NEU4序列GC含量较高（70%）。推导的 484 个氨基酸的 NEU4 蛋白的计算分子量为 51.6 kD。它包含 2 个假定的跨膜区域、一个 N 末端唾液酸酶基序、2 个经典的 asp 块以及一段在唾液酸酶中显得独特的 79 个氨基酸。NEU4 还具有 3 个潜在的 O-糖基化位点和几个潜在的磷酸化位点。作者预测 NEU4 的 N 和 C 末端位于细胞外。NEU4 与 小鼠 Neu4 的 478 个氨基酸变体具有显着的相似性，并且可能在活性位点内完全保留残基。RNA 斑点印迹分析检测到在所有 50 个成人和胎儿组织中至少有最低限度的 NEU4 表达。最高表达在肝脏中，而在结肠、小肠、肾脏、全脑和所有检查的中枢神经系统区域中检测到低得多的表达。转染的 COS-7 细胞的免疫荧光和共聚焦分析显示 NEU4 广泛的细胞内膜相关标记。标记的膜网络遍布整个细胞质，并且标记不与溶酶体标记物共定位。
通过Northern印迹分析，Seyrantepe等人（2004）发现5.6-kb NEU4转录物在所有检查的人体组织中都有不同的表达，其中在骨骼肌、心脏、肝脏和胎盘中表达最高。表位标记的 NEU4 在 COS-7 细胞中表达，与溶酶体标记共定位，并在超声处理后与上清液分级，表明 NEU4 是一种可溶性溶酶体水解酶。通过 SDS-PAGE 检测，糖基化人 NEU4 的表观分子质量为 60 kD。
Bigi等人（2010）指出，人类NEU4有长亚型和短亚型，其区别在于是否存在12个氨基酸的N端序列。与 Seyrantepe 等人（2004）的研究结果相反，Bigi 等人（2010）发现这两种异构体都是外在膜蛋白。长 NEU4 亚型定位于线粒体外膜，而短亚型定位于多个细胞内膜，包括内质网。
▼ 基因功能
Comelli et al.（2003）表明，小鼠Neu4在pH 5.5下对合成底物2-prime-（4-methylumbelliferyl）-α-DN-乙酰神经氨酸（4MU-NeuAc）具有唾液酸酶活性。
Monti et al.（2004）以4MU-NeuAc为底物证实人NEU4具有唾液酸酶活性；最适pH值为3.2。NEU4 不会去除 α-2,3-唾液酸乳糖、神经节苷脂 GD1a 和 GM3 或任何用作底物的人和牛糖蛋白中的唾液酸残基。在转染的 COS-7 细胞的高速沉淀中恢复了近 80% 的活性。
Seyrantepe et al.（2004）发现，在COS-7细胞中表达的人NEU4表现出广泛的底物特异性，对糖蛋白、寡糖、唾液酸化糖脂和4MU-NeuAc几乎具有相同的活性。使用 4MU-NeuAc，NEU4 的最佳 pH 值为 3.5。NEU4 由转染的粘脂沉积症 II（252500）成纤维细胞分泌，而不是靶向溶酶体，表明 NEU4 在溶酶体中的正确定位依赖于甘露糖 6-磷酸受体（参见 154540）。NEU4或NEU1在唾液酸贮积症（256550）或半乳糖唾液酸贮积症（256540）成纤维细胞中的表达降低了溶酶体储存表型，表明NEU4对含有神经氨酸的未消化底物具有活性。
聚唾液酸（α-2,8-连接唾液酸的均聚物）的添加是神经细胞粘附分子（NCAM，或NCAM1；116930）并且与神经突延伸有关。Takahashi et al.（2012）发现，小鼠 Neu4 的短异构体（他们称之为 Neu4b）能够降解 NCAM 上的聚唾液酸，而其他神经氨酸酶，包括 Neu4 的长异构体则不能。Neu4b 在酸性和接近中性的 pH 值下具有聚唾液酸活性。Neu4b 在小鼠胚胎海马神经元中的过度表达抑制了培养物中神经突的生长。相反，通过小干扰 RNA 敲低 Neu4 可增强神经突的生长。Neu4b 主要定位于神经元胞体，主要位于内质网，但它也部分与生长锥处的聚唾液酸共定位。Takahashi et al.（2012）得出结论，Neu4b通过降解NCAM的聚唾液酸修饰参与神经突生长的调节。
▼ 基因结构
Monti et al.（2004）确定人类NEU4基因含有4个外显子，长度约为6.7 kb。外显子 1 未翻译。Comelli et al.（2003）发现小鼠Neu4基因含有4个外显子。
▼ 测绘
Monti等（2004）通过基因组序列分析，将NEU4基因定位到染色体2q37.3，其端粒侧翼有GP3ST基因（608237），着丝粒侧翼有DTYMK基因（188345）。Comelli et al.（2003）将小鼠 Neu4 基因对应到染色体 1。
