条目-*606424-EGL9家族低氧诱导因子2;EGLN2型-OMIM公司
 
*606424

EGL9家族性低氧诱导因子2;EGLN2型


备选标题;符号

EGL9,C.ELEGANS,同源,2
脯氨酸羟化酶结构域蛋白1;第一阶段
低氧诱导因子脯氨酸4-羟化酶1;HIFPH1;HIFP4H1型
HIF脯氨酸4-羟化酶1


HGNC批准的基因符号:EGLN2型

细胞遗传学位置:19问题13.2   基因组坐标(GRCh38):19:40,799,191-40,808,434 (来自NCBI)


文本

克隆和表达

HIF是一种转录复合物,在哺乳动物氧稳态中起着核心作用。脯氨酰羟基化的翻译后修饰是靶向HIF-α(HIF1;603348)通过von Hippel-Lindau破坏蛋白酶体的亚单位(VHL;608537)泛素化复合物。爱泼斯坦等人(2001)在秀丽线虫中定义了一个保守的HIF-VHL-prolyl羟化酶途径,并将Egl9鉴定为一种通过prolyl羟基化调节HIF的双加氧酶。在哺乳动物细胞中,他们表明HIF-脯氨酰羟化酶由3种蛋白质代表,在催化位点具有保守的2-组氨酸-1-羧酸铁配位基序。编码这些蛋白的基因被克隆并命名为PHD1,PHD2(606425),和PHD3(606426)作者的观点。通过分级缺氧、铁螯合和钴离子直接调节重组酶活性反映了体内HIF诱导的特点,满足了这些酶作为调节HIF的氧传感器的要求。

Bruick和McKnight(2001)独立鉴定了HIF脯氨酰羟化酶保守家族,他们分别称之为HPH1、2和3,这些酶似乎负责HIF的翻译后修饰,以实现泛素化。

泰勒(2001)据报道,小鼠和人类EGLN2具有90%的氨基酸同源性。

通过定量RT-PCR,Oehme等人(2002年)发现EGLN2在睾丸中表达最高,而在其他16个被检测的人类组织中表达较低。

独立地,Hirsila等人(2003年)通过对人类结肠、主动脉和肺cDNA的PCR克隆HIFP4H1、HIFP4H2和HIFP4HD3。推导出的407-氨基酸HIFP4H1蛋白包含一个C末端催化结构域,该结构域具有结合铁的基序和2-酮戊二酸的C5羧基。成人和胎儿样本的PCR分析显示HIFP4H1在所有检测组织中表达,在成人大脑、胎盘、肺和肾中表达最高。


基因结构

泰勒(2001)说明EGLN2基因包含5个外显子。


映射

Hartz(2012)基于EGLN2序列的比对(GenBankAJ310544型)带有基因组序列(GRCh37)。


基因功能

在培养的哺乳动物细胞中,Bruick和McKnight(2001)发现在常压条件下,HIF1-alpha亚单位的强制表达导致HIF的不适当积累,而HPH的共表达则减弱了HIF的不当积累。通过RNA干扰抑制培养果蝇黑胃细胞中的HPH,导致低氧诱导基因LDH的表达增加(参见150000)在常压条件下。Bruick和McKnight(2001)结论是HPH是细胞感知氧气途径的重要组成部分。

利用昆虫细胞中表达的重组蛋白,Hirsila等人(2003年)发现HIFP4H1、HIFP4H2和HIFP4H3在体外显示与HIF1-alpha的C-末端脯氨酰羟基化位点相对应的19-残基肽的2-酮戊二酸依赖性羟基化。所有3种酶对HIF1-alpha中N端脯氨酸羟基化位点对应的肽的活性均较低或无活性。所有3种酶的羟基化肽均来自人类HIF2-alpha(EPAS1;603349),HIF3-α(HIF3A;609976)和线虫HIF-alpha。

Nakayama等人(2004)证明PHD1和PHD3的丰度是通过E3泛素连接酶SIAH1靶向蛋白酶体依赖性降解来调节的(602212)和SIAH2(602213)在缺氧条件下。Siah2-null小鼠成纤维细胞的Phd3半衰期延长,导致缺氧期间Hif1a表达水平降低。低氧诱导的Hif1a表达在Siah1a/Siah2-null细胞中被完全抑制,但通过RNA干扰抑制Phd3后可以被挽救。在293T细胞中,靶向PHD3降解的SIAH2在轻度缺氧条件下也会增加,这与SIAH2转录增加一致。缺氧条件下Siah2-null小鼠表现出过度呼吸反应受损,血红蛋白水平降低。Nakayama等人(2004)结论是,SIAH1和SIAH2对PHD1和PHD3的控制构成了缺氧期间HIF1A调节的另一个复杂程度。

南岛和凯林(2010)表明所有3个PHD(PHD1;PHD2,606425; 和PHD3,606426)肝脏中EPO显著增加(133170)红细胞压积值远远超过肾PHD2失活后的浓度。南岛和凯林(2010)发现PHD2失活足以诱导接近最大的肾脏EPO生成,而所有3个PHD失活则需要重新激活肝脏EPO生成。


动物模型

HIF-脯氨酰羟化酶是一种氧传感器,以氧依赖的方式调节低氧诱导因子(HIF)的稳定性。Aragones等人(2008年)结果表明,敲除小鼠中Phd1表达的缺失通过激活PPAR-alpha,将葡萄糖代谢从氧化型重新编程为更厌氧的ATP生成,从而降低骨骼肌的耗氧量(170998)路径。这种对氧气保护的代谢适应会损害健康条件下肌肉的氧化性能,但它可以对肌纤维提供急性保护,防止致命的缺血。缺氧耐受是由于氧化应激产生减少,这使得缺乏Phd1的肌纤维能够维持线粒体呼吸。具有医学重要性的是,有条件地敲除Phd1也会迅速诱导缺氧耐受。这些发现揭示了Phd1在缺氧耐受中的新作用,并为以氧化应激为特征的疾病提供了新的治疗前景。


参考文献

  1. Aragones,J.、Schneider,M.、Van Geyte,K.、Fraisl,P.、Dresselaers,T.、Mazzone,M.,Dirkx,R.、Zacchigna,S.、Lemieux,H.、Jeoung,N.H.、Lambrechts,D.、Bishop,T.和其他35人。氧传感器Phd1的缺失或抑制通过重新编程基础代谢诱导缺氧耐受。自然遗传学。40: 170-180, 2008.[公共医学:18176562,相关引文][全文]

  2. Bruick,R.K.,McKnight,S.L。修饰HIF的脯氨酰-4-羟化酶的保守家族。《科学》294:1337-1340,2001年。[公共医学:11598268,相关引文][全文]

  3. 爱泼斯坦·A·C·R、格莱德·J·M、麦克尼尔·L·A、休伊森·K·S、奥鲁克·J、摩尔·D·R、穆克尔吉·M、梅森·E、威尔逊·M·I、达达·A、田·Y·M、马森·N、汉密尔顿·D·L、雅科拉·P、巴斯特·R、霍奇金·J、麦克斯韦·P·H、普格·C·W、斯科菲尔德·C·J、拉特克利夫·P·J。秀丽线虫EGL-9和哺乳动物同源物定义了一个通过脯氨酰羟基化调节HIF的双加氧酶家族。细胞107:43-542001。[公共医学:11595184,相关引文][全文]

  4. P.A.哈特兹。个人沟通。马里兰州巴尔的摩,2012年4月19日。

  5. Hirsila,M.、Koivunen,P.、Gunzler,V.、Kivirikko,K.I.、Myllyharju,J。修饰低氧诱导因子的人丙基4-羟化酶的特性。生物学杂志。化学。278: 30772-30780, 2003.[公共医学:12788921,相关引文][全文]

  6. 南岛,Y.A.,Kaelin,W.G.,Jr。PHD丢失后小鼠肝脏EPO合成的重新激活。《科学》329:407,仅限2010年。[公共医学:20651146,相关引文][全文]

  7. Nakayama,K.、Frew,I.J.、Hagensen,M.、Skals,M.、Habelhah,H.、Bhoumik,A.、Kadoya,T.、Erdjument Bromage,H.、Tempst,P.、Frappell,P.B.、Bowtell,D.D.、Ronai,Z。Siah2调节脯氨酰羟化酶的稳定性,控制HIF1α的丰度,并调节对缺氧的生理反应。手机117:941-9522004。[公共医学:15210114,相关引文][全文]

  8. Oehme,F.、Ellinghaus,P.、Kolkhof,P.,Smith,T.J.、Ramakrishnan,S.、Hutter,J.、Schramm,M.、Flamme,I。PH-4是一种新的脯氨酸4-羟化酶,其过表达调节低氧诱导转录因子的活性。生物化学。生物物理学。Res.社区。296: 343-349, 2002.[公共医学:12163023,相关引文][全文]

  9. M.S.泰勒。EGLN基因家族的特征和比较分析。基因275:125-1322001。[公共医学:11574160,相关引文][全文]


Bao Lige-更新日期:2020年2月13日
Ada Hamosh-更新时间:2012年4月19日
Ada Hamosh-更新时间:2010年9月1日
维克托·麦库西克-更新时间:2008年3月10日
Stylianos E.Antonarakis-更新时间:2004年8月4日
Ada Hamosh-更新时间:11/30/2001
创建日期:
Stylianos E.Antonarakis:2001年10月31日
mgross:2020年2月13日
卡罗尔:2019年9月30日
mgross:2012年4月20日
特里:2012年4月19日
阿洛佩兹:2010年9月1日
毛圈布:2010年9月1日
阿洛佩兹:2008年3月13日
特里:2008年3月10日
特里:2005年4月6日
mgross:2004年8月4日
ckniffin:2004年3月23日
阿洛佩兹:2001年12月3日
特里:2001年11月30日
mgross:2001年10月31日
mgross:2001年10月31日
mgross:2001年10月31日

*606424

EGL9家族缺氧诱导因子2;EGLN2型


备选标题;符号

EGL9,C.ELEGANS,同源,2
脯氨酸羟化酶结构域蛋白1;第一阶段
低氧诱导因子脯氨酸4-羟化酶1;HIFPH1;HIFP4H1型
HIF脯氨酸4-羟化酶1


HGNC批准的基因符号:EGLN2

细胞遗传学位置:19q13.2   基因组坐标(GRCh38):19:40799191-40808434 (来自NCBI)


文本

克隆和表达

HIF是一种转录复合物,在哺乳动物氧稳态中起着核心作用。脯氨酰羟基化的翻译后修饰是一个关键的调控事件,靶向HIF-α(HIF1;603348)亚单位,通过von Hippel-Lindau(VHL;608537)泛素化复合物破坏蛋白酶体。Epstein等人(2001年)在秀丽隐杆线虫中定义了一种保守的HIF-VHL-prolyl羟化酶途径,并将Egl9确定为一种通过prolyl羟基化调节HIF的双氧酶。在哺乳动物细胞中,他们表明HIF-脯氨酰羟化酶由3种蛋白质代表,在催化位点具有保守的2-组氨酸-1-羧酸铁配位基序。作者克隆了编码这些蛋白的基因,并将其命名为PHD1、PHD2(606425)和PHD3(606426)。通过分级缺氧、铁螯合和钴离子直接调节重组酶活性反映了体内HIF诱导的特点,满足了这些酶作为调节HIF的氧传感器的要求。

Bruick和McKnight(2001年)独立鉴定了HIF脯氨酰羟化酶保守家族,他们分别称之为HPH1、2和3,似乎负责HIF的翻译后修饰,以实现泛素化。

Taylor(2001)报告称,小鼠和人类EGLN2具有90%的氨基酸同源性。

通过定量RT-PCR,Oehme等人(2002年)发现,EGLN2在睾丸中的表达最高,而在其他16种受检人类组织中的表达则低得多。

Hirsila等人(2003年)通过对人类结肠、主动脉和肺cDNA的PCR,独立克隆了HIFP4H1、HIFP4H2和HIFP4HD3。推导出的407-氨基酸HIFP4H1蛋白包含一个C末端催化结构域,该结构域具有结合铁的基序和2-酮戊二酸的C5羧基。成人和胎儿样本的PCR分析显示HIFP4H1在所有检测组织中表达,在成人大脑、胎盘、肺和肾中表达最高。


基因结构

Taylor(2001)指出EGLN2基因包含5个外显子。


映射

Hartz(2012)根据EGLN2序列(GenBank AJ310544)与基因组序列(GRCh37)的比对,将EGLN1基因映射到染色体19q13.2。


基因功能

在培养的哺乳动物细胞中,Bruick和McKnight(2001)发现,在正常毒性条件下,HIF1-alpha亚单位的强制表达导致HIF的不适当积累,而HPH的共表达则减弱了HIF的积聚。在常氧条件下,RNA干扰对培养的果蝇细胞中HPH的抑制导致缺氧诱导基因LDH的表达升高(见150000)。Bruick和McKnight(2001年)得出结论,HPH是细胞感知氧气途径的重要组成部分。

Hirsila等人(2003年)利用昆虫细胞中表达的重组蛋白发现,HIFP4H1、HIFP4H2和HIFP4H3在体外显示出与HIF1-alpha的C末端脯氨酰羟基化位点相对应的19-残基肽的2-酮戊二酸依赖性羟基化。所有3种酶对HIF1-alpha中N端脯氨酸羟基化位点对应的肽的活性均较低或无活性。所有3种酶的羟基化肽均来自人类HIF2-alpha(EPAS1;603349)、HIF3-alpha(HIF3A;609976)和秀丽隐杆线虫HIF-alpha的假定脯氨酰羟基化位点。

Nakayama等人(2004年)证明,PHD1和PHD3的丰度是通过在缺氧条件下E3泛素连接酶SIAH1(602212)和SIAH2(602213)对蛋白酶体依赖性降解的靶向来调节的。Siah2-null小鼠成纤维细胞的Phd3半衰期延长,导致缺氧期间Hif1a表达水平降低。低氧诱导的Hif1a表达在Siah1a/Siah2-null细胞中被完全抑制,但通过RNA干扰抑制Phd3后可以被挽救。在293T细胞中,靶向PHD3降解的SIAH2在轻度缺氧条件下也会增加,这与SIAH2转录增加一致。缺氧条件下Siah2-null小鼠表现出过度呼吸反应受损,血红蛋白水平降低。Nakayama等人(2004年)得出结论,SIAH1和Siah2对PHD1和PHD3的控制构成了缺氧期间HIF1A调节的另一个复杂程度。

Minamishima和Kaelin(2010年)表明,肝脏中所有3个PHD(PHD1;PHD2,606425;和PHD3,606426)的丢失显著增加了EPO(133170)和红细胞压积值,使其浓度大大超过肾PHD2失活后的浓度。Minamishima和Kaelin(2010)发现,PHD2失活足以诱导接近最大的肾脏EPO产生,而所有3个PHD的失活都需要重新激活肝脏EPO产生。


动物模型

HIF-脯氨酰羟化酶是一种氧传感器,以氧依赖的方式调节低氧诱导因子(HIF)的稳定性。Aragones等人(2008年)表明,基因敲除小鼠中Phd1表达的缺失通过激活PPAR-alpha(170998)通路,将葡萄糖代谢从氧化型重新编程为更厌氧的ATP生成,从而降低骨骼肌的耗氧量。这种对氧气保护的代谢适应会损害健康条件下肌肉的氧化性能,但它可以对肌纤维提供急性保护,防止致命的缺血。缺氧耐受是由于氧化应激产生减少,这使得缺乏Phd1的肌纤维能够维持线粒体呼吸。具有医学重要性的是,有条件地敲除Phd1也会迅速诱导缺氧耐受。这些发现揭示了Phd1在缺氧耐受中的新作用,并为以氧化应激为特征的疾病提供了新的治疗前景。


参考文献

  1. Aragones,J.、Schneider,M.、Van Geyte,K.、Fraisl,P.、Dresselaers,T.、Mazzone,M.,Dirkx,R.、Zacchigna,S.、Lemieux,H.、Jeoung,N.H.、Lambrechts,D.、Bishop,T.和其他35人。氧传感器Phd1的缺失或抑制通过重新编程基础代谢诱导缺氧耐受。自然遗传学。40: 170-180, 2008.[公共医学:18176562][全文:https://doi.org/10.1038/ng.2007.62]

  2. Bruick,R.K.,McKnight,S.L。修饰HIF的脯氨酰-4-羟化酶的保守家族。《科学》294:1337-1340,2001年。[公共医学:11598268][全文:https://doi.org/10.1126/science.1066373]

  3. 爱泼斯坦·A·C·R、格莱德·J·M、麦克尼尔·L·A、休伊森·K·S、奥鲁克·J、摩尔·D·R、穆克尔吉·M、梅森·E、威尔逊·M·I、达达·A、田·Y·M、马森·N、汉密尔顿·D·L、雅科拉·P、巴斯特·R、霍奇金·J、麦克斯韦·P·H、普格·C·W、斯科菲尔德·C·J、拉特克利夫·P·J。秀丽线虫EGL-9和哺乳动物同源物定义了一个通过脯氨酰羟基化调节HIF的双加氧酶家族。细胞107:43-542001。[公共医学:11595184][全文:https://doi.org/10.1016/s0092-8674(01)00507-4]

  4. P.A.哈特兹。个人沟通。马里兰州巴尔的摩,2012年4月19日。

  5. Hirsila,M.、Koivunen,P.、Gunzler,V.、Kivirikko,K.I.、Myllyharju,J。修饰低氧诱导因子的人丙基4-羟化酶的特性。生物学杂志。化学。278: 30772-30780, 2003.[公共医学:12788921][全文:https://doi.org/10.1074/jbc.M304982200]

  6. 南岛,Y.A.,Kaelin,W.G.,Jr。PHD丢失后小鼠肝脏EPO合成的重新激活。《科学》329:407,仅限2010年。[公共医学:20651146][全文:https://doi.org/10.1126/science.192811]

  7. Nakayama,K.、Frew,I.J.、Hagensen,M.、Skals,M.,Habelhah,H.、Bhoumik,A.、Kadoya,T.、Erdjument-Bromage,H.,Tempst,P.、Frappell,P.B.、Bowtell,D.、Ronai,Z。Siah2调节脯氨酰羟化酶的稳定性,控制HIF1-α的丰度,并调节缺氧的生理反应。手机117:941-9522004。[公共医学:15210114][全文:https://doi.org/10.1016/j.cell.2004.06.001]

  8. Oehme,F.、Ellinghaus,P.、Kolkhof,P.,Smith,T.J.、Ramakrishnan,S.、Hutter,J.、Schramm,M.、Flamme,I。PH-4是一种新的脯氨酸4-羟化酶,其过表达调节低氧诱导转录因子的活性。生物化学。生物物理学。Res.社区。296: 343-349, 2002.[公共医学:12163023][全文:https://doi.org/10.1016/s0006-291x网址(02)00862-8]

  9. M.S.泰勒。EGLN基因家族的特征和比较分析。基因275:125-1322001。[公共医学:11574160][全文:https://doi.org/10.1016/s0378-1119(01)00633-3]


贡献者:
Bao Lige-更新日期:2020年2月13日
Ada Hamosh-更新时间:2012年4月19日
Ada Hamosh-更新时间:2010年9月1日
维克托·麦库西克-更新时间:2008年3月10日
Stylianos E.Antonarakis-更新时间:2004年8月4日
Ada Hamosh-更新时间:11/30/2001

创建日期:
Stylianos E.Antonarakis:2001年10月31日

编辑历史记录:
mgross:2020年2月13日
卡罗尔:2019年9月30日
mgross:2012年4月20日
特里:2012年4月19日
阿洛佩兹:2010年9月1日
特里:2010年9月1日
阿洛佩兹:2008年3月13日
特里:2008年3月10日
特里:2005年4月6日
mgross:2004年8月4日
ckniffin:2004年3月23日
脱发:2001年3月12日
特里:2001年11月30日
mgross:2001年10月31日
mgross:2001年10月31日
mgross:2001年10月31日