GARNL1

Rap/Ran-GAP domenoliki 1 proteinski aktiator GTPaza je enzim koji je kod ljudi kodiran genom RALGAPA1.

GARNL1
Identifikatori
Aliasi	RALGAPA1
Vanjski ID-jevi	OMIM: 608884 MGI: 1931050 HomoloGene: 84805 GeneCards: RALGAPA1
Lokacija gena (čovjek) Hrom. Hromosom 14 (čovjek) Bend 14q13.2 Početak 35,538,352 bp Kraj 35,809,304 bp
Lokacija gena (miš) Hrom. Hromosom 12 (miš) Bend 12|12 C1 Početak 55,602,896 bp Kraj 55,821,167 bp
Obrazac RNK ekspresije Više referentnih podataka o ekspresiji
Ontologija gena Molekularna funkcija • GO:0005097, GO:0005099, GO:0005100 GTPase activator activity • protein heterodimerization activity Ćelijska komponenta • citoplazma • jedro Biološki proces • regulation of small GTPase mediated signal transduction • GO:0032861, GO:0032862, GO:0032856 activation of GTPase activity • GO:0032320, GO:0032321, GO:0032855, GO:0043089, GO:0032854 positive regulation of GTPase activity Izvori:Amigo / QuickGO
Ortolozi
Vrste	Čovjek	Miš
Entrez	253959	56784
Ensembl	ENSG00000174373	ENSMUSG00000021027
UniProt	Q6GYQ0	Q6GYP7
RefSeq (mRNK)	NM_001283043 NM_001283044 NM_014990 NM_194301 NM_001330075 NM_001346243 NM_001346245 NM_001346246 NM_001346247 NM_001346248 NM_001346249	NM_001003719 NM_001112714 NM_001286263 NM_019994 NM_001368814
RefSeq (bjelančevina)	NP_001269972 NP_001269973 NP_001317004 NP_001333172 NP_001333174 NP_001333175 NP_001333176 NP_001333177 NP_001333178 NP_055805 NP_919277	NP_001003719 NP_001106185 NP_001273192 NP_064378 NP_001355743
Lokacija (UCSC)	Chr 14: 35.54 – 35.81 Mb	Chr 12: 55.6 – 55.82 Mb
PubMed pretraga
Wikipodaci
Pogledaj/uredi – čovjek Pogledaj/uredi – miš

Hibridnom radijacijskom analizom, Nagase et al. (1998) locirali su gen GARNL1 na hromosomu 14. Schwarzbraun et al. (2004) mapirali su gen GARNL1 na hromosomskoj poziciji 14q13.2, pomoću fluorescentne hibridizacije in situ i identificirali su prerađeni pseudogen na hromosomu 9q31.1. Mapirali su mišji gen Garnl1 na hromosomu 12. Gen RALGAPA1 kodira katalitsku podjedinicu proteinskog kompleksa koji aktivira GAP GTPaze (GAP) za dva visoko srodna mala RAS-slična (RAL) proteina, RALA i RALB. Kompleks stoga ima ulogu u regulaciji nizvodne unutarćelijske signalizacije. Kompleks RALGAP je heterodimer katalitske podjedinice, bilo RALGAPA1 ili RALGAPA2 i podjedinice skele, RALGAPB (sažetak Wagner et al., 2020).

Aminokiselinska sekvenca

Dužina polipeptidnog lanca je 2.036 aminokiselina, a molekulska težina 229.832 Da.

10		20		30		40		50
MFSKKPHGDV		KKSTQKVLDT		KKDALTRLKH		LRIVIENAES		IDLKQFFDQH
FSHIYYVFFE		NFVTIEASLK		QKGHKSQREE		LDAILFIFEK		ILQLLPERIH
QRWQFHSIGL		ILKKLLHTGN		SLKIRREGVR		LFLLWLQALQ		NNCSKEQLWM
FSCLIPGFSA		PQSEHGPRTL		DNLINPPLNL		QETQVTIEEI		TPLVPPQSGD
KGQEDLTSYF		LEALLKYIVI		QVKSLEWKNK		ENQERGFSFL		FSHFKKYYLP
YIFPNICKEN		SLYHPILDIP		QMRPKPHYVV		IKKDAETNEA		IYCTKEPFIK
ARVIVIRWLV		SFWLEPKPHT		GPHIPGMEGE		VLPKNIQRAA		ASLVSREESK
NDNADKTDRT		TEPEQSHSNT		STLTEREPSS		SSLCSIDEEH		LTDIEIVRRV
FSSKRSNVNF		VTEIFRQAFL		LPICEAAAMR		KVVKVYQEWI		QQEEKPLFMQ
EPEEIVITSS		DLPCIENVTD		HDISMEEGEK		REEENGTNTA		DHVRNSSWAK
NGSYQGALHN		ASEEATEQNI		RAGTQAVLQV		FIINSSNIFL		LEPANEIKNL
LDEHTDMCKR		ILNIYRYMVV		QVSMDKKTWE		QMLLVLLRVT		ESVLKMPSQA
FLQFQGKKNM		TLAGRLAGPL		FQTLIVAWIK		ANLNVYISRE		LWDDLLSVLS
SLTYWEELAT		EWSLTMETLT		KVLARNLYSL		DLSDLPLDKL		SEQKQKKHKG
KGVGHEFQKV		SVDKSFSRGW		SRDQPGQAPM		RQRSATTTGS		PGTEKARSIV
RQKTVDIDDA		QILPRSTRVR		HFSQSEETGN		EVFGALNEEQ		PLPRSSSTSD
ILEPFTVERA		KVNKEDMSQK		LPPLNSDIGG		SSANVPDLMD		EFIAERLRSG
NASTMTRRGS		SPGSLEIPKD		LPDILNKQNQ		MRPIDDPGVP		SEWTSPASAG
SSDLISSDSH		SDSFSAFQYD		GRKFDNFGFG		TDTGVTSSAD		VDSGSGHHQS
AEEQEVASLT		TLHIDSETSS		LNQQAFSAEV		ATITGSESAS		PVHSPLGSRS
QTPSPSTLNI		DHMEQKDLQL		DEKLHHSVLQ		TPDDLEISEF		PSECCSVMAG
GTLTGWHADV		ATVMWRRMLG		ILGDVNSIMD		PEIHAQVFDY		LCELWQNLAK
IRDNLGISTD		NLTSPSPPVL		IPPLRILTPW		LFKATMLTDK		YKQGKLHAYK
LICNTMKRRQ		DVSPNRDFLT		HFYNIMHCGL		LHIDQDIVNT		IIKHCSPQFF
SLGLPGATML		IMDFIVAAGR		VASSAFLNAP		RVEAQVLLGS		LVCFPNLYCE
LPSLHPNIPD		VAVSQFTDVK		ELIIKTVLSS		ARDEPSGPAR		CVALCSLGIW
ICEELVHESH		HPQIKEALNV		ICVSLKFTNK		TVAHVACNML		HMLVHYVPRL
QIYQPDSPLK		IIQILIATIT		HLLPSTEASS		YEMDKRLVVS		LLLCLLDWIM
ALPLKTLLQP		FHATGAESDK		TEKSVLNCIY		KVLHGCVYGA		QCFSNPRYFP
MSLSDLASVD		YDPFMHLESL		KEPEPLHSPD		SERSSKLQPV		TEVKTQMQHG
LISIAARTVI		THLVNHLGHY		PMSGGPAMLT		SQVCENHDNH		YSESTELSPE
LFESPNIQFF		VLNNTTLVSC		IQIRSEENMP		GGGLSAGLAS		ANSNVRIIVR
DLSGKYSWDS		AILYGPPPVS		GLSEPTSFML		SLSHQEKPEE		PPTSNECLED
ITVKDGLSLQ		FKRFRETVPT		WDTIRDEEDV		LDELLQYLGV		TSPECLQRTG
ISLNIPAPQP		VCISEKQEND		VINAILKQHT		EEKEFVEKHF		NDLNMKAVEQ
DEPIPQKPQS		AFYYCRLLLS		ILGMNSWDKR		RSFHLLKKNE		KLLRELRNLD
SRQCRETHKI		AVFYVAEGQE		DKHSILTNTG		GSQAYEDFVA		GLGWEVNLTN
HCGFMGGLQK		NKSTGLTTPY		FATSTVEVIF		HVSTRMPSDS		DDSLTKKLRH
LGNDEVHIVW		SEHTRDYRRG		IIPTEFGDVL		IVIYPMKNHM		FSIQIMKKPE
VPFFGPLFDG		AIVNGKVLPI		MVRATAINAS		RALKSLIPLY		QNFYEERARY
LQTIVQHHLE		PTTFEDFAAQ		VFSPAPYHHL		PSDADH

Simboli

C: Cistein
D: Asparaginska kiselina
E: Glutaminska kiselina
F: Fenilalanin
G: Glicin
H: Histidin
I: Izoleucin
K: Lizin
L: Leucin
M: Metionin
N: Asparagin
P: Prolin
Q: Glutamin
R: Arginin
S: Serin
T: Treonin
V: Valin
W: Triptofan
Y: Tirozin

Kloniranje i ekspresija

Sekvenciranjem klonova dobiJenih iz biblioteke frakcionirane moždane cDNK, Nagase et al. (1998) klonirali su GARNL1, koji su nazvali KIAA0884. UTR sa 3' GARNL1 transkripta sadrži nekoliko Alu sekvenci i druge ponavljajuće elemente. Izvedeni protein dijeli 93,5% identiteta sa Tulip1 pacova preko 230 aminokiselina. RT-PCR ELISA analiza otkrila je varijabilnu ekspresiju GARNL1 u gotovo svim testiranim tkivima i specifičnim regijama mozga. Ekspresija GARNL1 bila je najviša u talamusu, a u slezeni je pronađeno malo ili nimalo ekspresije.

Koristeći osnovni domen heliks-petlja-heliks (HLH) miša E12 (TCF3) kao sondu na 2-hibridnom skriningu kvasca i embrionskee biblioteke cDNK miša s danom 11,5, Heng i Tan (2002) klonirali su Garnl1, koji su označili sa Gripe. Izvedeni protein sadrži navodni leucinski zatvarač i C-terminalni Rap/Ran-GAP domen. Nivoi Gripe i E12 iRNK bili su visoki tokom embriogeneze, ali samo su nivoi IRNK Gripe ostali visoki u mozgu odraslih, posebno u neuronima korteksa i hipokampusa.

Schwarzbraun et al. (2004) identificirali su gen GARNL1, koji su nazvali TULIP1, u blizini mikrodeletiranog područja hromosomske regije 14q, povezanog s nervnim abnormalnostima. RT-PCR-om biblioteke cDNK ljudskogog fetusnog mozga, praćene RACE-om sa 5', dobili su cDNK pune dužine. Izvedeni protein sadrži 2.036 aminokiselina. Također su identifikovali prerađenu varijantu kojoj nedostaje egzon 40 koji kodira izvedeni 2.083-aminokiselinski protein sa alternativnim C-krajem. Oba proteina sadrže N-terminalnu zavojnicu, zatim središnji motiv leucinskog zatvarača, dva transmembranska područja, upredenu zavojnicu i C-terminalni Rap-GAP domen. Northern blot analizom otkriven je transkript od 8,0 kb u nekoliko regija mozga, s najvećom ekspresijom u malom mozgu. Semikvantitativni PCR otkrio je GARNL1 u svim testiranim tkivima, s najjačom ekspresijom u jetri i najslabijim u plućima. Korištenjem panela specifičnog za mozak, najjača ekspresija otkrivena je u substantia nigra, sa slabijom ekspresijom u frontalnom režnju, malom mozgu, hipokampusu, kaudatnoo jezgu i kičmenoj moždini. Nije otkrivena ekspresija u drugim ispitanim regijama mozga. Također kloniraali su mišji Garnl1. Poput ljudskog gena, mišji Garnl1 ima varijantu prerade kojoj nedostaje egzon 40, ali također ima i alternativni mikroegzon (egzon 40-prim) sa složenim obrascem prerade. Transkript koji sadrži egzon 40 kodira izvedeni protein od 2035 aminokiselina koji dijeli 94,9% identiteta s odgovarajućim ljudskim proteinom.

Funkcija gena

Analizom delecije, Heng i Tan (2002) utvrdili su da se mišji Gripe veže za HLH regiju E12. Kotransfekcija Gripe i E12 rezultirala je jedarnom akumulacijom oba proteina, dok je sama ekspresija Gripe rezultirala difuznijim bojenjem. Ćelije embriokarcinoma miša povećale su Gripeovu ekspresiju, nakon indukcije neuronske diferencijacije.

Struktura gena

Schwarzbraun et al (2004) utvrdili su da gen GARNL1 sadrži 41 egzon i da se proteže oko 271 kb. Postoji CpG ostrvo u i oko egzona 1, a postoji niz mjesta za vezivanje faktora transkripcije, neposredno uzvodno od egzona 1. Gen Garnl1 miša pokazuje istu organizaciju i obuhvata oko 220 kb.

Molekulska genetika

U četiri nepovezanih pacijenata s poremećajem neurorazvoja s hipotonijom, neonatusnom respiratornom insuficijencijom i termodisregulacijom (NEDHRI), Wagner et al. (2020) su identificirali homozigotne ili složene heterozigotne mutacije u genu RALGAPA1.

Mutacije, koje su pronađene sekvenciranjem egzoma i potvrđene Sanger sekvenciranjem, diferencirale su se od poremećaja u porodicama. Nijedna nije bila u bazi podataka gnomAD. Tri pacijenta su nosila homozigotne nonsens ili mutacije pomjranja okvira, dok je jedna bila heterozigotna prerada zbog misens i nonsens varijante. Fibroblasti izvedeni od dva pacijenta imali su gotovo nikakve nivoe proteina RALGAPA1, što je u skladu s efektom gubitka funkcije. Pacijentni fibroblasti pokazali su povećanu aktivnost RALA, u odnosu na kontrolu, što sugerira da je nedostatak RALGAPA1 prouzrokovao konstitutivnu aktivaciju RALA. Također je smanjena ekspresija RALGAPB, proteina skele, što ukazuje na disfunkciju kompleksa RALGAP. Ova otkrića ukazuju da poremećaj regulacije signalnog puta RALA može rezultirati abnormalnim razvojem neurona i mozga.

Životinjski model

Shimojima et al. (2009) pronašli su ekspresiju gena tulip1 u glavi zebrica tokom razvoja. Morfolino srušenje tulipa1 rezultiralo je hipomorfnom glavom i usporenim razvojem mozga u odnosu na divlji tip.

Dopunska literatura

• Nagase T, Ishikawa K, Suyama M, et al. (1999). "Prediction of the coding sequences of unidentified human genes. XII. The complete sequences of 100 new cDNA clones from brain which code for large proteins in vitro". DNA Res. 5 (6): 355–64. doi:10.1093/dnares/5.6.355. PMID 10048485.
• Heng JI, Tan SS (2003). "Cloning and characterization of GRIPE, a novel interacting partner of the transcription factor E12 in developing mouse forebrain". J. Biol. Chem. 277 (45): 43152–9. doi:10.1074/jbc.M204858200. PMID 12200424.
• Strausberg RL, Feingold EA, Grouse LH, et al. (2003). "Generation and initial analysis of more than 15,000 full-length human and mouse cDNA sequences". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99 (26): 16899–903. doi:10.1073/pnas.242603899. PMC 139241. PMID 12477932.
• Ota T, Suzuki Y, Nishikawa T, et al. (2004). "Complete sequencing and characterization of 21,243 full-length human cDNAs". Nat. Genet. 36 (1): 40–5. doi:10.1038/ng1285. PMID 14702039.
• Swaminathan S, Kiendl F, Körner R, et al. (2004). "RanGAP1*SUMO1 is phosphorylated at the onset of mitosis and remains associated with RanBP2 upon NPC disassembly". J. Cell Biol. 164 (7): 965–71. doi:10.1083/jcb.200309126. PMC 2172064. PMID 15037602.
• Fortna A, Kim Y, MacLaren E, et al. (2006). "Lineage-Specific Gene Duplication and Loss in Human and Great Ape Evolution". PLoS Biol. 2 (7): E207. doi:10.1371/journal.pbio.0020207. PMC 449870. PMID 15252450.
• Gerhard DS, Wagner L, Feingold EA, et al. (2004). "The Status, Quality, and Expansion of the NIH Full-Length cDNA Project: The Mammalian Gene Collection (MGC)". Genome Res. 14 (10B): 2121–7. doi:10.1101/gr.2596504. PMC 528928. PMID 15489334.
• Schwarzbraun T, Vincent JB, Schumacher A, et al. (2005). "Cloning, genomic structure, and expression profiles of TULIP1 (GARNL1), a brain-expressed candidate gene for 14q13-linked neurological phenotypes, and its murine homologue". Genomics. 84 (3): 577–86. doi:10.1016/j.ygeno.2004.04.013. PMID 15498464.
• Schmid EM, Ford MG, Burtey A, et al. (2007). "Role of the AP2 β-Appendage Hub in Recruiting Partners for Clathrin-Coated Vesicle Assembly". PLoS Biol. 4 (9): e262. doi:10.1371/journal.pbio.0040262. PMC 1540706. PMID 16903783.