基因總覽
CA4 是蛋白質編碼基因，產物 carbonic anhydrase 4 屬於 alpha-carbonic anhydrase 家族。此蛋白質長 312 個胺基酸，具有位於第 1 至 18 位的訊號序列，以及涵蓋第 21 至 285 位的 Alpha-carbonic anhydrase 結構域。這些序列與家族特徵構成其基本分子特性；其生理作用與酸鹼平衡相關，具體反應及其在視網膜中的角色另於功能部分說明。
基因異名與舊稱
異名取自 HGNC，可能包含歷史名稱；蛋白質名稱以 UniProt 註解為準。
染色體位置與基因結構
查看實際轉錄本與 exon 註解
| Transcript | Genomic coordinates | Exons |
|---|---|---|
| ENST00000300900 ★ | 60,149,973–60,159,546 | 8 |
| ENST00000957246 | 60,147,838–60,159,546 | 10 |
| ENST00000957247 | 60,147,838–60,159,546 | 9 |
| ENST00000904866 | 60,149,934–60,159,546 | 9 |
| ENST00000904867 | 60,149,934–60,159,549 | 8 |
| ENST00000904868 | 60,149,934–60,159,546 | 7 |
| ENST00000904869 | 60,149,934–60,159,546 | 7 |
| ENST00000904870 | 60,149,934–60,159,546 | 8 |
| ENST00000904871 | 60,149,934–60,159,546 | 7 |
| ENST00001110704 | 60,149,934–60,171,833 | 8 |
| ENST00001120387 | 60,149,934–60,167,563 | 8 |
| ENST00001127033 | 60,149,934–60,159,546 | 8 |
顯示 12/16 個蛋白質編碼轉錄本；canonical 優先。
帶型與著絲點依 Ensembl 座標繪製；核染色體長度以 GRCh38 第 1 號染色體為共同尺度。黃色標記表示本基因位置，細小區間加粗以利辨識；實際基因長度與 exon 見下方資料。
分子功能與生物學過程
carbonic anhydrase 4 催化二氧化碳與水可逆反應，生成碳酸氫根與質子；反向反應則由碳酸氫根與質子形成二氧化碳和水。這項可逆轉換使其參與酸鹼平衡調節，對維持細胞內與細胞外的 pH 都很重要。反應方向可隨局部條件而變，其作用不是單向生成某一種產物。
在 pH 恆定過程中，CA4 可能促進 SLC4A4 的鈉／碳酸氫根轉運活性。來源將此作用描述為可能的促進效果，並指出 SLC4A4 也參與 pH 恆定；不宜將此關係延伸解讀為已確立的調控機制或特定運輸方向。
在眼部，CA4 對視網膜及視網膜上皮移除過量酸負荷，以及脈絡膜中脈絡膜毛細血管的酸釋放具有重要作用。這些作用連結其可逆反應與眼部組織的酸鹼調節；來源指出，相關功能對上述酸負荷移除及酸釋放是必要的，但沒有提供更細的細胞過程或條件。
因此，CA4 的功能涵蓋一般細胞內外 pH 維持，也涉及視網膜及脈絡膜環境中的酸處理。其催化反應為這些酸鹼相關作用提供分子基礎，而與 SLC4A4 的可能功能關係則提供另一項 pH 恆定相關線索。
Promoter 與基因調控
>CA4 ENST00000300900 GRCh38 chr17:60148973-60150073 strand=1 5′→3′ 相對 TSS：-1000 到 +100 bp；1101 bp 依轉錄本 TSS 擷取的基因組序列；TSS = 0，兩端包含，未驗證為 promoter CCCACAGAAGCCCCCACCCCATGTGGGACACAGAGGACCTGCAGTAGCAGGAGGGCACAGCTAAGAGAGG AGACAAGAGGCAGCTTGGGGGCATGGGGGGGACCCCATTTCCCCAAATGTTGGAGCCGCCCTTAAGGGAA CTTCCCCTGGACTCCTCTGGAGGTCTTGCCAGATGGGAGAACCAGGGGTCCATTCAGACCCCAGTCTCTT CTCTTCCCATCTCATCTCTCCACCTGGGGGGCTCAAAGAACCTAGCTCCTCCCCTTTGACCCCATCAGCT TCTCCCTCACCGAATCCTCTTACAATCCATTTCTTAATTCTGCCCCATCAACCCTCCCTGGTCATCACAT AAACACCAGCAAGGGCAGTAGTTTAGGGACAGCTTTGCTCTGTATTCGAAGAAAGGTCTTTGGTCTGCTT AGAAATTAAGTTTGGAGCAGCCTGGGAGGAAATAGAAGAGATGAGACCCAGAGAATCAATGGCCACTGCC AAAGAGAGATAGGAGAGCCTTTCTGCGGCCACTGATTCAACAAACGGCATCACACGCCCCTCAGCCTCTC ATCTCTTCGAGGCCATCTCCACCCCCACCCCCACCCCCACCCCAAGGCCATTCCAAGGTCCCATTCAAGA CCACTGCGCAGGGGTGGCGCCAGAATGATCAAAGTCATCATGGGGCACTCATCTTTGTGTGGGTCAAGCA CTTTGTGGTGTCGTGTCCCTGTTCCCAAACCAGGGACCAGGAGTAGGATGGGGGAGGGGCAGGGCGCCGC TGCTGAGTGGAGAGGACGCGGAGTGGGTGAGGGGGCCTTGCGCACAGGGCAAGAGGTGGCCAGGCAGGGC GGGGGACCGGGGAGAGCGGAGGATTTCAGATGAGGGACAGGGGAAGGTGGAGAGGGGAGGGCAGGCCCCG CCAGGGGGAGGAGCCGCCTCCCGCGTCCAGCTGTCGGGGCTCCCTCCCGTCGCGGCTCCGCTATAAAACC CAGGCCGGCAGGATCGCTGCACCCGCGGCGGCCTCCTCGGTGCGCGACCCCCGGCTCAGAGGACTCTTTG CTGTCCCGCAAGATGCGGATGCTGCTGGCGCTCCTGGCCCTCTCCGCGGCG
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 1 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| CA4_1 ↗ | 17:60,149,973 | 正股 | 60,149,924–60,149,983 |
EPDnew human v006 · UCSC hg38，GRCh38/hg38，透過 UCSC 取得。TSS 具有 CAGE／RAMPAGE 等實驗資料支持；任意擷取的上下游區間仍需另行判讀調控功能，不能視為整段皆經功能驗證。
EPD 封存狀態 ↗ · UCSC 資料說明 ↗ · EPD team, SIB Swiss Institute of Bioinformatics; UCSC Genome Browser · CC BY 4.0
查看已取得的調控／motif 註解
ENSR17_BFX9L · enhancer · 60145224–60145947 · regulatory
ENSR17_83QQ6P · enhancer · 60147675–60147860 · regulatory
ENSR17_9TTLF · promoter · 60149483–60149983 · regulatory
ENSR17_5J5ZQN · CTCF_binding_site · 60149876–60149897 · regulatory
ENSR17_5J5ZSC · CTCF_binding_site · 60150230–60150251 · regulatory
ENSR17_C7Z67 · enhancer · 60150688–60151780 · regulatory
ENSR17_C7Z6G · enhancer · 60153912–60155303 · regulatory
· motif · 60145951–60145965 · motif
· motif · 60147693–60147705 · motif
· motif · 60147695–60147702 · motif
· motif · 60147772–60147784 · motif
· motif · 60148048–60148055 · motif
· motif · 60148086–60148100 · motif
· motif · 60148882–60148896 · motif
· motif · 60149878–60149894 · motif
· motif · 60150232–60150248 · motif
· motif · 60151536–60151545 · motif
· motif · 60151536–60151550 · motif
· motif · 60154552–60154561 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：312 aa
carbonic anhydrase 4 長 312 個胺基酸，N 端第 1 至 18 位為訊號序列；第 21 至 285 位註解為 Alpha-carbonic anhydrase 結構域。蛋白質歸屬於 alpha-carbonic anhydrase 家族。
蛋白質三維結構
細胞內定位
carbonic anhydrase 4 定位於細胞膜，並以脂質錨定形式連結；來源註明其具有 GPI-anchor。 未提供定位改變條件或異構型差異。
深綠色圓點：來源記載的蛋白質定位；數量不表示含量。
動物細胞結構示意；器官大小與數量不按比例。點選細胞構造可查看定位註解。
交互作用與訊號網絡
拖曳節點後放開可帶動位置變化；點選夥伴查看證據。位置與連線長度不代表結合強度，圖中未推定夥伴彼此之間的關係。
CA4 與 SLC4A4 有交互作用。另有功能資料指出 CA4 可能促進 SLC4A4 的鈉／碳酸氫根轉運活性；這項功能關係不等同於已證明兩者構成特定複合體。
疾病與遺傳關聯
CA4 相關變異與視網膜色素變性 17（RP17）有關。此視網膜退化疾病的典型特徵包括眼底可見色素沉積、桿狀感光細胞先行流失，之後錐狀感光細胞也受影響；患者通常有夜盲與中周邊視野缺損，病程進展時可失去更周邊乃至中央視力。來源指出，突變 CA4 導致視網膜及視網膜上皮移除酸負荷的功能缺損，與感光細胞退化相關；受損的 pH 恆定是 RP17 表現型最可能的根本原因。
Contextual Functional Evidence Matrix
矩陣以「功能主張」為列，以細胞情境、干預條件、量測結果與證據來源為欄，方便比較同一功能在不同條件下的支持情形。只有含情境與實驗資訊的紀錄會列入矩陣；一般功能註解另列於下方。
功能註解總覽 · 5 筆
| 功能面向 | 功能敘述 | 證據類型 | 可查核來源 |
|---|---|---|---|
| 功能 | CA4 可逆地催化二氧化碳水合，生成碳酸氫根與質子，對維持細胞內外 pH 至關重要。它可能促進參與 pH 恆定的 SLC4A4 鈉／碳酸氫根轉運活性；在眼部則是視網膜與視網膜上皮移除酸負荷，以及脈絡膜脈絡膜毛細血管釋酸所必需。 | 含實驗來源 | 證據與來源Catalyzes the reversible hydration of carbon dioxide into bicarbonate and protons and thus is essential to maintaining intracellular and extracellular pH. May stimulate the sodium/bicarbonate transporter activity of SLC4A4 that acts in pH homeostasis. It is essential for acid overload removal from the retina and retina epithelium, and acid release in the choriocapillaris in the choroid PMID 15563508 ↗ · PMID 16686544 ↗ · PMID 16807956 ↗ · PMID 17127057 ↗ · PMID 17314045 ↗ · PMID 17652713 ↗ · PMID 17705204 ↗ · PMID 19186056 ↗ · PMID 19206230 ↗ · PMID 7625839 ↗ · PMID 9054574 ↗ |
| 分子活性 | hydrogencarbonate + H(+) = CO2 + H2O | 含實驗來源 | 證據與來源hydrogencarbonate + H(+) = CO2 + H2O PMID 15563508 ↗ · PMID 16686544 ↗ · PMID 16807956 ↗ · PMID 17127057 ↗ · PMID 17314045 ↗ · PMID 17652713 ↗ · PMID 17705204 ↗ · PMID 19186056 ↗ · PMID 19206230 ↗ · PMID 7625839 ↗ · PMID 9054574 ↗ |
| 交互作用 | CA4 與 SLC4A4 有交互作用；此敘述指出兩者互作，但未進一步說明互作形式或是否構成複合體。 | 含實驗來源 | |
| 細胞定位 | CA4 定位於細胞膜，並以脂質錨定方式連結，來源具體註明 GPI-anchor。 | 含實驗來源 | |
| 疾病關聯 | CA4 相關變異可導致 RP17，這是一種視網膜色素退化疾病，特徵包括眼底色素沉積、桿狀感光細胞先流失而後錐狀細胞受損，常見夜盲及中周邊視野缺損，晚期可波及周邊與中央視力。突變 CA4 使視網膜及視網膜上皮移除酸負荷受損，與感光細胞退化相關；pH 恆定障礙被認為最可能是其表現型的根本原因。 | 含實驗來源 | 證據與來源Retinitis pigmentosa 17 RP17 A retinal dystrophy belonging to the group of pigmentary retinopathies. Retinitis pigmentosa is characterized by retinal pigment deposits visible on fundus examination and primary loss of rod photoreceptor cells followed by secondary loss of cone photoreceptors. Patients typically have night vision blindness and loss of midperipheral visual field. As their condition progresses, they lose their far peripheral visual field and eventually central vision as well. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry. Defective acid overload removal from retina and retinal epithelium, due to mutant CA4, is responsible for photoreceptor degeneration, indicating that impaired pH homeostasis is the most likely cause underlying the RP17 phenotype MIM: 600852 PMID 15563508 ↗ · PMID 17652713 ↗ · PMID 20450258 ↗ |
核酸與蛋白質序列
ACCCGCGGCGGCCTCCTCGGTGCGCGACCCCCGGCTCAGA40GGACTCTTTGCTGTCCCGCAAGATGCGGATGCTGCTGGCG80CTCCTGGCCCTCTCCGCGGCGCGGCCATCGGCCAGTGCAG120AGTCACACTGGTGCTACGAGGTTCAAGCCGAGTCCTCCAA160CTACCCCTGCTTGGTGCCAGTCAAGTGGGGTGGAAACTGC200CAGAAGGACCGCCAGTCCCCCATCAACATCGTCACCACCA240AGGCAAAGGTGGACAAAAAACTGGGACGCTTCTTCTTCTC280TGGCTACGATAAGAAGCAAACGTGGACTGTCCAAAATAAC320GGGCACTCAGTGATGATGTTGCTGGAGAACAAGGCCAGCA360TTTCTGGAGGAGGACTGCCTGCCCCATACCAGGCCAAACA400GTTGCACCTGCACTGGTCCGACTTGCCATATAAGGGCTCG440GAGCACAGCCTCGATGGGGAGCACTTTGCCATGGAGATGC480ACATAGTACATGAGAAAGAGAAGGGGACATCGAGGAATGT520GAAAGAGGCCCAGGACCCTGAAGACGAAATTGCGGTGCTG560GCCTTTCTGGTGGAGGCTGGAACCCAGGTGAACGAGGGCT600TCCAGCCACTGGTGGAGGCACTGTCTAATATCCCCAAACC640TGAGATGAGCACTACGATGGCAGAGAGCAGCCTGTTGGAC680CTGCTCCCCAAGGAGGAGAAACTGAGGCACTACTTCCGCT720ACCTGGGCTCACTCACCACACCGACCTGCGATGAGAAGGT760CGTCTGGACTGTGTTCCGGGAGCCCATTCAGCTTCACAGA800GAACAGATCCTGGCATTCTCTCAGAAGCTGTACTACGACA840AGGAACAGACAGTGAGCATGAAGGACAATGTCAGGCCCCT880GCAGCAGCTGGGGCAGCGCACGGTGATAAAGTCCGGGGCC920CCGGGTCGGCCGCTGCCCTGGGCCCTGCCTGCCCTGCTGG960cDNA 使用 DNA 字母 T；mRNA 模式改以 U 顯示。轉錄本保留已註解的非編碼區，未另外加入 poly(A) 尾；非編碼 RNA 的參考轉錄本也可能仍需後續加工。數字為所選序列的 1-based 位置。長序列以黃色捲軸瀏覽，可複製或下載完整轉錄本與蛋白質；基因組 DNA 隨捲動取得所需範圍。