GGPS1,也称为geranylgeranyl diphosphate synthase 1,是法尼基转移酶家族的成员之一。它是一种重要的细胞内酶,参与法尼基化和牛儿基牛儿基化过程,这两种过程对于蛋白质的翻译后修饰至关重要。GGPS1主要负责催化法尼基焦磷酸(FPP)转化为牛儿基牛儿基焦磷酸(GGPP),GGPP是许多重要生物分子,如类异戊二烯、类胡萝卜素和类固醇的前体。因此,GGPS1在细胞代谢、信号传导和生长发育中发挥着关键作用。
GGPS1的异常表达可能与多种疾病的发生和发展有关。例如,在口腔鳞状细胞癌(OSCC)中,GGPS1的高表达与不良预后相关。研究表明,GGPS1的表达水平与癌症的病理学阶段密切相关,可能通过其代谢功能促进肿瘤的发生[1]。此外,GGPS1的突变与肌肉萎缩症、听力丧失和卵巢功能不足等疾病相关。研究发现,GGPS1的双等位基因变异可能导致一种罕见的遗传性疾病,表现为肌肉无力、听力丧失和卵巢功能不足[4]。
除了在人类疾病中的作用,GGPS1在植物中也发挥着重要作用。研究表明,GGPS1的突变会影响植物叶绿体的发育。在拟南芥中,GGPS1的突变会导致叶绿体发育异常,从而影响叶绿素的合成和光合作用[3]。
除了GGPS1本身的作用外,其与其它基因的相互作用也可能影响疾病的发生和发展。例如,GGPS1的表达水平与癌症相关成纤维细胞(CAFs)的浸润相关,这可能通过影响肿瘤微环境促进肿瘤的发生和发展[2]。此外,GGPS1的表达还与多种代谢途径相关,包括萜类骨架生物合成和甾体生物合成,这些途径在肿瘤的发生和发展中也发挥着重要作用[2]。
GGPS1的表达还受到转录因子NRF3的调控。研究表明,NRF3可以上调GGPS1的表达,并通过SREBP2依赖的甲羟戊酸途径促进胆固醇的摄取和脂质生成的抑制[5]。此外,GGPS1的表达还受到SOST、PTH、FGF2、FDPS和LRP5等基因的调控。研究表明,这些基因的变异可能影响GGPS1的表达水平,从而影响对双膦酸盐治疗的反应[6]。
综上所述,GGPS1是一种重要的细胞内酶,参与法尼基化和牛儿基牛儿基化过程,在细胞代谢、信号传导和生长发育中发挥着关键作用。GGPS1的异常表达与多种疾病的发生和发展相关,包括癌症、肌肉萎缩症和植物叶绿体发育异常等。GGPS1的表达还受到多种基因的调控,这些基因的变异可能影响GGPS1的表达水平,从而影响疾病的发生和发展。
参考文献:
1. Huang, Ke, Han, Liang, Xu, Huimei, Wang, Huihui, Xu, Zhaoqing. 2023. The prognostic role and metabolic function of GGPS1 in oral squamous cell carcinoma. In Frontiers in molecular biosciences, 10, 1109403. doi:10.3389/fmolb.2023.1109403. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37033446/
2. Wei, Lisha. 2024. Pan-cancer analysis reveals GGPS1 plays an important role in tumorigenesis in multiple tumor types. In Heliyon, 10, e35265. doi:10.1016/j.heliyon.2024.e35265. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39165977/
3. Ruppel, Nicholas J, Kropp, Kelsey N, Davis, Phillip A, Luesse, Darron R, Hangarter, Roger P. 2013. Mutations in GERANYLGERANYL DIPHOSPHATE SYNTHASE 1 affect chloroplast development in Arabidopsis thaliana (Brassicaceae). In American journal of botany, 100, 2074-84. doi:10.3732/ajb.1300124. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24081146/
4. Foley, A Reghan, Zou, Yaqun, Dunford, James E, Stojkovic, Tanya, Bönnemann, Carsten G. 2020. GGPS1 Mutations Cause Muscular Dystrophy/Hearing Loss/Ovarian Insufficiency Syndrome. In Annals of neurology, 88, 332-347. doi:10.1002/ana.25772. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32403198/
5. Waku, Tsuyoshi, Hagiwara, Toru, Tamura, Natsuko, Noguchi, Noriko, Kobayashi, Akira. 2021. NRF3 upregulates gene expression in SREBP2-dependent mevalonate pathway with cholesterol uptake and lipogenesis inhibition. In iScience, 24, 103180. doi:10.1016/j.isci.2021.103180. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34667945/
6. Marozik, Pavel, Alekna, Vidmantas, Rudenko, Ema, Kobets, Katsiaryna, Mosse, Irma. 2019. Bone metabolism genes variation and response to bisphosphonate treatment in women with postmenopausal osteoporosis. In PloS one, 14, e0221511. doi:10.1371/journal.pone.0221511. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31437227/