细胞周期蛋白依赖性激酶 13;CDK13
细胞分裂周期 2-LIKE 5;CDC2L5
细胞分裂控制器,胆碱酯酶相关; CHED
HGNC 批准的基因符号:CDK13
细胞遗传学定位:7p14.1 基因组坐标(GRCh38):7:39,950,256-40,099,580(来自 NCBI)
▼ 说明
CDK13与细胞周期蛋白K(CCNK;603544),预计在基因调控中发挥作用(Blazek et al., 2011)。
▼ 克隆与表达
Lapidot-Lifson等人(1992)克隆了胶质母细胞瘤cDNA,编码与S. pombe cdc2激酶相关的蛋白质。他们将预测的 418 个氨基酸蛋白 CHED 命名为胆碱酯酶相关细胞分裂控制器。CHED 蛋白与人类 CDC2(116940)、酿酒酵母 Cdc28 和粟酒裂殖酵母 Cdc2 这 3 种功能上可互换的蛋白具有 34% 至 42% 的序列同一性。Northern 印迹分析显示,CHED 在多种胎儿组织和肿瘤细胞系中以 2.2 至 2.3 kb mRNA 的形式表达。
▼ 基因功能
Lapidot-Lifson等人(1992)使用反义寡核苷酸发现,降低CHED表达选择性地抑制小鼠骨髓培养物中巨核细胞的发育,但不会阻止其他造血途径。反义mRNA抑制BCHE(177400)表达也有类似的效果。作者认为 CHED 和 BCHE 是对造血途径中胆碱能信号作出反应的相互关联的成分。他们表示,胆碱能信号传导和细胞分裂之间的联系可能是通过单个 CDC 蛋白以细胞谱系特异性的方式介导的。
Blazek等人(2011)利用质谱技术和HEK293细胞的相互免疫沉淀分析发现CYCK与CDK12(615514)和CDK13在单独的蛋白质复合物中相互作用。微阵列和 RT-PCR 分析表明,CYCK 或 CDK12(而非 CDK13)的敲低会改变长复杂基因的表达,并诱导 DNA 损伤和细胞周期检查点。Blazek等(2011)得出结论,CYCK-CDK12和CYCK-CDK13复合物在基因调控中具有独特的功能。
▼ 测绘
Gross(2012)根据CDK13序列(GenBank AJ297709)与基因组序列(GRCh37)的比对,将CDK13基因定位到染色体7p14.1。
▼ 分子遗传学
7名无血缘关系的患有先天性心脏病、面部特征畸形和智力发育障碍的儿童(CHDFIDD;617360),Sifrim et al.(2016)鉴定出CDK13基因杂合错义突变(603309.0001-603309.0004)。其中六种突变被证明是从头发生的;第七名患者的父亲 DNA 无法获得,但他的母亲不携带该变异。4名患者携带相同突变(N842S;603309.0001)。所有突变都发生在高度保守的蛋白激酶结构域中,分子模型预测这些突变会损害 ATP 结合、酶活性必需的镁离子的结合或与细胞周期蛋白 K(603544)的相互作用。其中 6 名患者是从 518 名三人组中确定的,其中一名患有综合征性先天性心脏病的儿童接受了外显子组测序;第7名患者是86例单身病例中的1例。统计分析表明,与零突变模型下预期的相比,患者中CDK13基因的从头错义突变显着富集(p = 2.26 x 10(-12),Bonferroni校正p = 0.05)。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究。
Hamilton 等人(2018)报道了另外 9 例与 CDK13 基因新生杂合突变相关的 CHDFIDD 患者,这些患者通过全外显子组测序进行了鉴定(参见例如 603309.0001-603309.0002;603309.0005-603309.0006)。除 1 名患者存在剪接位点突变外,所有突变均为影响高度保守残基的错义取代。所有突变,包括剪接位点突变,都发生在蛋白激酶结构域内,并且在gnomAD数据库中未发现任何突变。分子建模和结构分析表明,所有错义变体都会引起键合和/或结构的变化,这可能会导致催化活性的显着损失。Hamilton et al.(2018)假设了显性失活效应,其中突变的错义变体会将细胞周期蛋白 K 隔离到无活性的复合物中或与活性复合物竞争与底物的结合。未进行变体的体外功能表达研究。
▼ 等位基因变异体(6个精选例子):
.0001 先天性心脏缺陷、面部特征畸形和智力发育障碍
CDK13、ASN842SER
3名无血缘关系的儿童患有先天性心脏病、面部特征畸形和智力发育障碍(CHDFIDD;617360),Sifrim et al.(2016)在CDK13基因中发现了一个从头杂合的c.2525A-G转换(c.2525A-G, NM_031267.3),导致asn842到ser(N842S)的替换高度保守的蛋白激酶结构域。第四名患有这种疾病的患者也携带这种杂合变异:无法获得父亲 DNA,但他的母亲不携带这种变异。
Hamilton et al.(2018)在一名患有CHDFIDD的患者(患者11)中发现了新的杂合N842S突变。尚未进行该变体的功能研究和患者细胞的研究,但分子模型预测该变体将导致催化功能改变,并产生显性负效应。
.0002 先天性心脏缺陷、面部特征畸形和智力发育障碍
CDK13、GLY717ARG
7.8岁男童,患有先天性心脏病、五官畸形、智力发育障碍(CHDFIDD;617360),Sifrim et al.(2016)在CDK13基因中发现了一个从头杂合的c.2149G-A转换(c.2149G-A, NM_031267.3),导致gly717到arg(G717R)的取代高度保守的蛋白激酶结构域。
Hamilton et al.(2018)在一名患有CHDFIDD的患者(患者3)中发现了新的杂合G717R突变。该患者的突变呈马赛克状。尚未对该变体进行功能研究,但分子模型预测该变体将导致催化功能改变,并产生显性负效应。
.0003 先天性心脏缺陷、面部特征畸形和智力发育障碍
CDK13、GLY714ARG
一名患有先天性心脏缺陷、面部特征畸形和智力发育障碍的 5 岁女孩(CHDFIDD;617360),Sifrim et al.(2016)在CDK13基因中发现了一个从头杂合的c.2140G-C颠换(c.2140G-C, NM_031267.3),导致gly714到arg(G714R)的替换高度保守的蛋白激酶结构域。
.0004 先天性心脏缺陷、面部特征畸形和智力发育障碍
CDK13、ARG751GLN
一名12岁女孩患有先天性心脏病、面部特征畸形和智力发育障碍(CHDFIDD;617360),Sifrim et al.(2016)在CDK13基因中发现了一个从头杂合的c.2252G-A转换(c.2252G-A, NM_031267.3),导致arg751到gln(R751Q)的取代高度保守的蛋白激酶结构域。
.0005 先天性心脏缺陷、面部特征畸形和智力发育障碍
CDK13、ASN842ASP
一名10岁女孩(患者12),患有先天性心脏病、面部畸形、智力发育障碍(CHDFIDD;Hamilton et al.(2018)在CDK13基因中发现了一个从头杂合突变,导致蛋白激酶结构域中高度保守的残基被asn842替换为asp(N842D)。该突变是通过外显子组测序发现的。尚未进行该变体的功能研究和患者细胞的研究,但分子模型预测该变体将导致催化功能改变,并产生显性负效应。
.0006 先天性心脏缺陷、面部特征畸形和智力发育障碍
CDK13、VAL874LEU
一名8岁女孩(患者14),患有先天性心脏病、面部畸形、智力发育障碍(CHDFIDD;Hamilton et al.(2018)在 CDK13 基因中发现了一个从头杂合突变,导致蛋白激酶结构域内激活环中高度保守的残基被 val874 替换为 leu(V874L)。 617360)。该突变是通过外显子组测序发现的。尚未进行该变体的功能研究和患者细胞的研究,但分子模型预测该变体将导致催化功能改变,并产生显性负效应。