基因總覽
cyclin dependent kinase like 5 是位於 X 染色體的蛋白質編碼基因，其產物 Cyclin-dependent kinase-like 5 屬於蛋白激酶超家族中的 CMGC Ser/Thr protein kinase family，並歸入 CDC2/CDKX subfamily。蛋白質全長 960 個胺基酸，N 端具有蛋白激酶結構域；其餘序列含多段預測為無序的區域，並標註有兩個核定位訊號。這些結構特色提供了辨識其基本分子類別與序列組成的資訊。
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 |
|---|---|---|
| ENST00000623535 ★ | 18,425,608–18,640,196 | 18 |
| ENST00000379996 | 18,425,583–18,653,629 | 21 |
| ENST00000674046 | 18,425,583–18,640,196 | 19 |
| ENST00000635828 | 18,426,198–18,627,734 | 18 |
| ENST00000637881 | 18,426,713–18,604,337 | 12 |
| ENST00000379989 | 18,442,188–18,653,629 | 22 |
| ENST00000624953 | 18,442,213–18,507,149 | 3 |
| ENST00000623364 | 18,442,224–18,575,390 | 7 |
| ENST00000624700 | 18,442,228–18,575,414 | 5 |
| ENST00000463994 | 18,442,275–18,619,944 | 16 |
顯示 10/10 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
CDKL5 是參與神經發育與神經功能的絲胺酸／蘇胺酸蛋白激酶。來源指出，它對底物的磷酸化發生在絲胺酸，並偏好 R-P-x-S-A 共識基序；其催化活性需要先在活化環進行自體磷酸化。CDKL5 也會在活化環 Tyr-171 發生分子內自體磷酸化，但不會把外源底物磷酸化於酪胺酸，因此此處的酪胺酸磷酸化不代表其具有一般的酪胺酸激酶底物活性。
其已報告的底物包括微管相關蛋白 MAP1S、MAPRE2/EB2 與 ARHGEF2。磷酸化這些蛋白與調節微管動態，以及中心體和中體功能有關。CDKL5 也會磷酸化突觸黏附分子 LRRC4C/NGL-1，促進樹突棘形成。這些作用將其激酶活性連結到神經元形態建立及細胞骨架相關過程。
在轉錄偶聯的 DNA 損傷情境中，CDKL5 會被募集至損傷位置並磷酸化 ELOA，協助雙股斷裂處的轉錄沉默。另有報告指出 CDKL5 可磷酸化 MECP2 與 DNMT1。這些底物和情境顯示其作用不只涉及神經元結構，也涵蓋 DNA 損傷處的轉錄調控；來源未進一步說明這些不同底物之間是否存在共同調控方式。
CDKL5 對正常的樹突分枝、樹突棘形態、突觸傳遞，以及認知與運動功能具有必要性。它也被報告參與纖毛生成及纖毛長度調節，但此項資訊標示為相似性推定。綜合而言，來源支持 CDKL5 透過磷酸化多種底物，參與神經元發育、突觸功能與其他細胞過程；各項功能的證據與確定程度並不完全相同。
Promoter 與基因調控
>CDKL5 ENST00000623535 GRCh38 chrX:18424608-18425708 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 TGGTGGGTATTAAGATCTTTACATTTGTACTGGTTGGGCGATGACTTCATTGCTTTCAAGCCAGCTGGGG GATCTTGTGTGGCAGAGCATCGGACCGAAGCGGAGGTGTGGGTCGTTGCTGCTGCTGCTGCTGCTACTGC TGCAACAGCTCTTTGCACGCGCCCAGCTGCTGTGTAAGGAATCCTCAGGCTGCTAGGTCTTTGCGCCTAA CTCACCCAAGGGACCGCAAGCTGCTGGATGAGTGTACGTGTGAGTGTGTGTTGTGTGTGTGCATATGTGC GTGTGTGTGTGCACACGCAGCGGCAACAGTTGGGCAGCAGCAGCAATGGACTTCGATATCATTTTTACCA ACAACAGAGATAAACCATCCTCCATCCTGTATTTCTCAGCTCCCGCCCCGAGTATGTTCTCCCCCTCTTC TCCGACTTCCCCCACCCCAGCCCCCGGCACGGGTCCCTCCGGAGGGAGGGCAGGGTAGCTGCGCTGCAGG CAGGATTCCCTCTTTTTTCCGCAGTGACAGGCGGATTCCGGGGCCTCCTCGCCACCTCCTACCCCCGCAG CCACCCCTTTCTCAGTCACGATCTCCCCACCCCACCACCGTCGACCCTCTCCCTGCTTCCCCGCTCTACC CCCCGGCGTCGACTCCAGGCTCGGGCCCCGCCCCTCTCAGCCTCTCCAGCCCAGGTTGCTAGGGCTTGGC GGGGCAACCAAACCTGGCGTGCCAGGAGGCGCGGCGCGCGCGTGAGCGCGCAGGCGAGCTTGTATAAGGA ACCAGCGTTCTTCGGCTTCGGAGACTCGAGCACGAGCGGCGCGAGCCCGAACCCCAGGACAAGCGCTTCC TCCTCATTGGCTCCTACCAGAAGGGGGCGGGGTAAAGGCGGGATCGGGCAAAACCTGAGGTGCTTTCCCA TTGGTCCGAACGGGCCGGCTGGGGCGGGGCAGTTAGCAAAATAGGCTGCGCGTTCGCTTCTGCTAGAGGG CGGGGCCGGAGGTTTCGATTAGTTGTCTCTGCCGCTGGGGAAGGTAAAGCGGCGACGGCGTCCTCAGGAG CTGTGGGGTCCCCTGCTAGAAGTGGGGGACTCGGCGGGGTGAGTAGTCGCG
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 2 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| CDKL5_1 ↗ | X:18,425,608 | 正股 | 18,425,559–18,425,618 |
| CDKL5_2 ↗ | X:18,501,570 | 正股 | 18,501,521–18,501,580 |
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
ENSRX_99BFL · enhancer · 18422330–18422763 · regulatory
ENSRX_B5MPP · promoter · 18425093–18425618 · regulatory
ENSRX_56C2D4 · CTCF_binding_site · 18425460–18425481 · regulatory
ENSRX_56C2DL · CTCF_binding_site · 18425573–18425594 · regulatory
ENSRX_99BGK · promoter · 18425708–18426208 · regulatory
ENSRX_99BGP · enhancer · 18426209–18426609 · regulatory
· motif · 18422494–18422507 · motif
· motif · 18422494–18422507 · motif
· motif · 18423079–18423088 · motif
· motif · 18424646–18424659 · motif
· motif · 18424646–18424659 · motif
· motif · 18424828–18424843 · motif
· motif · 18425340–18425351 · motif
· motif · 18425344–18425355 · motif
· motif · 18425344–18425355 · motif
· motif · 18425354–18425365 · motif
· motif · 18425462–18425478 · motif
· motif · 18425470–18425480 · motif
· motif · 18425537–18425547 · motif
· motif · 18425575–18425591 · motif
· motif · 18425583–18425593 · motif
· motif · 18426183–18426198 · motif
· motif · 18426188–18426200 · motif
· motif · 18426434–18426445 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：960 aa
Cyclin-dependent kinase-like 5 全長 960 個胺基酸，N 端第 13–297 位為蛋白激酶結構域。序列另有數段註解為無序區域，分布於第 300–349、382–566、646–834 及 848–960 位。第 312–315 位與 784–789 位分別標註為核定位訊號 NLS1 和 NLS2；這些序列特徵的證據部分來自相似性推定。
蛋白質三維結構
細胞內定位
CDKL5 位於細胞核及細胞質相關結構，並可定位至 DNA 損傷位置。 細胞週期中，其於前期和中期出現在中心體，於末期和胞質分裂期間出現在中體。 依相似性推定，DYRK1A 磷酸化會促使 CDKL5 從細胞核重新分布至細胞質。
深綠色圓點：來源記載的蛋白質定位；數量不表示含量。
未繪示構造：Midbody。這些構造未在通用細胞圖中標點，仍保留來源定位名稱。
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。
更多交互作用夥伴 · 已取得 3 個夥伴
- GOLGA2Q08379 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- MLH1P40692 · UniProt INTERACTION · 4 experiments
- SERPINB8P50452 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
CDKL5 與 MECP2 有交互作用。另有資料指出 CDKL5 可磷酸化 MECP2，但這項功能性修飾本身不等同於實體結合證據；此處的交互作用紀錄未提供更具體的結合方式或複合體資訊。
疾病與遺傳關聯
影響 CDKL5 的基因變異可造成發育性與癲癇性腦病變 2（DEE2）。此病為嚴重癲癇，癲癇發作或痙攣自嬰兒期開始；患者可能有小頭症、語言發展缺乏及刻板手部動作等類似 Rett syndrome 的表現，但兩者被視為不同疾病。另有報告在出現早發性癲癇、痙攣及精神動作障礙的患者中發現涉及 CDKL5 的染色體異常，包括 t(X;6)(p22.3;q14) 與 t(X;7)(p22.3;p15)。
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 · 7 筆
| 功能面向 | 功能敘述 | 證據類型 | 可查核來源 |
|---|---|---|---|
| 功能 | CDKL5 是參與神經發育與神經功能的絲胺酸／蘇胺酸蛋白激酶，底物磷酸化位點為絲胺酸，且符合 R-P-x-S-A 共識基序。它磷酸化 MAP1S、MAPRE2/EB2、ARHGEF2 以調節微管動態與中心體／中體功能，也磷酸化 LRRC4C/NGL-1 促進樹突棘形成；在轉錄偶聯 DNA 損傷處磷酸化 ELOA，參與雙股斷裂處轉錄沉默。另報告其磷酸化 MECP2、DNMT1，並需活化環自體磷酸化維持催化活性；Tyr-171 的磷酸化為分子內作用，不表示可磷酸化外源酪胺酸底物。CDKL5 對正常樹突分枝、樹突棘形態、突觸傳遞及認知／運動功能具必要性；纖毛相關作用則為相似性推定。 | 含實驗來源 | 證據與來源Serine/threonine-protein kinase involved in neuronal development and function that phosphorylates its substrates exclusively on serine, within an R-P-x-S-A consensus motif. Phosphorylates microtubule-associated proteins (MAP1S, MAPRE2/EB2, ARHGEF2) to regulate microtubule dynamics and centrosome/midbody function and the synaptic adhesion molecule LRRC4C/NGL-1 to promote dendritic spine formation. Recruited to sites of transcription-coupled DNA damage, where it phosphorylates ELOA, contributing to transcriptional silencing at double-strand breaks. Has also been reported to phosphorylate MECP2 and DNMT1. Autophosphorylates on its activation loop, which is required for catalytic activity. Undergoes intramolecular autophosphorylation on Tyr-171 in the activation loop but does not phosphorylate exogenous substrates on tyrosine. Required for normal dendritic arborization, spine morphogenesis, synaptic transmission, and cognitive/motor function. Regulates ciliogenesis and cilium length (By similarity) PMID 15917271 ↗ · PMID 16935860 ↗ · PMID 21748340 ↗ · PMID 22922712 ↗ · PMID 28740074 ↗ · PMID 30266824 ↗ · PMID 30266825 ↗ · PMID 34605059 ↗ |
| 分子活性 | L-seryl-[protein] + ATP = O-phospho-L-seryl-[protein] + ADP + H(+) | 含實驗來源 | |
| 分子活性 | L-threonyl-[protein] + ATP = O-phospho-L-threonyl-[protein] + ADP + H(+) | 資料庫紀錄 | |
| 交互作用 | CDKL5 與 MECP2 有交互作用；此項敘述未提供更進一步的結合條件或複合體資訊。 | 含實驗來源 | |
| 細胞定位 | CDKL5 位於細胞核、細胞質中的細胞骨架相關區域、纖毛基底體、微管組織中心的中心體及中體，也會定位至 DNA 損傷位置。它在前期與中期位於中心體，末期與胞質分裂期間位於中體。依相似性推定，DYRK1A 磷酸化會促使 CDKL5 從細胞核重新定位至細胞質。 | 含實驗來源 | 證據與來源Nucleus; Cytoplasm, cytoskeleton, cilium basal body; Cytoplasm, cytoskeleton, microtubule organizing center, centrosome; Midbody; Localizes to sites of DNA damage. Located at the centrosome during prophase and metaphase. Located at the midbody during telophase and cytokinesis. Phosphorylation by DYRK1A promotes relocalization from the nucleus to the cytosol (By similarity) PMID 16935860 ↗ · PMID 34605059 ↗ · PMID 29420175 ↗ · PMID 28740074 ↗ |
| 疾病關聯 | 涉及 CDKL5 的染色體異常曾見於出現早發性癲癇、痙攣及精神動作障礙的患者。所列異常包括易位 t(X;6)(p22.3;q14) 與 t(X;7)(p22.3;p15)；此敘述為患者中的染色體異常與臨床表現紀錄。 | 資料庫紀錄 | 證據與來源Chromosomal aberrations involving CDKL5 are found in patients manifesting early-onset seizures and spams and psychomotor impairment. Translocation t(X;6)(p22.3;q14); translocation t(X;7)(p22.3;p15) |
| 疾病關聯 | 發育性與癲癇性腦病變 2（DEE2）是嚴重癲癇疾病，癲癇發作或痙攣自嬰兒期開始。患者可能有小頭症、語言發展缺乏及刻板手部動作等類似 Rett syndrome 的特徵，但 DEE2 與 Rett syndrome 被視為不同疾病。此病由影響該基因的變異造成。 | 含實驗來源 | 證據與來源Developmental and epileptic encephalopathy 2 DEE2 A severe form of epilepsy characterized by seizures or spasms beginning in infancy. Patients with epileptic encephalopathy early infantile type 2 manifest features resembling Rett syndrome such as microcephaly, lack of speech development, stereotypic hand movements. However, DEE2 and Rett syndrome are considered two distinct entities. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 300672 PMID 12736870 ↗ · PMID 15492925 ↗ · PMID 15499549 ↗ · PMID 15689447 ↗ · PMID 15917271 ↗ · PMID 16015284 ↗ · PMID 16611748 ↗ · PMID 16935860 ↗ · PMID 17993579 ↗ · PMID 18790821 ↗ · PMID 18809835 ↗ · PMID 19241098 ↗ · PMID 19253388 ↗ · PMID 23662938 ↗ · PMID 23708187 ↗ · PMID 24564546 ↗ · PMID 26993267 ↗ · PMID 27864847 ↗ · PMID 30266824 ↗ · PMID 30266825 ↗ |
核酸與蛋白質序列
AGTTGTCTCTGCCGCTGGGGAAGGTAAAGCGGCGACGGCG40TCCTCAGGAGCTGTGGGGTCCCCTGCTAGAAGTGGGGGAC80TCGGCGGGGGAGTCATTTAATACTTCATGATTAGAACAAA120TATGTGAAAGTTCCCACCAACCAGTGAGAATTTCTTCCTT160CAGACGGTTTTGGATCTTACTGCACAGCTTTCTGAGAAGT200TCTTTTGGTGCCATGTTTTGTGGCTTGCATCAAAAGAGGA240GTTTGTCTTCATGAAGATTCCTAACATTGGTAATGTGATG280AATAAATTTGAGATCCTTGGGGTTGTAGGTGAAGGAGCCT320ATGGAGTTGTACTTAAATGCAGACACAAGGAAACACATGA360AATTGTGGCGATCAAGAAATTCAAGGACAGTGAAGAAAAT400GAAGAAGTCAAAGAAACGACTTTACGAGAGCTTAAAATGC440TTCGGACTCTCAAGCAGGAAAACATTGTGGAGTTGAAGGA480AGCATTTCGTCGGAGGGGAAAGTTGTACTTGGTGTTTGAG520TATGTTGAAAAAAATATGCTCGAATTGCTGGAAGAAATGC560CAAATGGAGTTCCACCTGAGAAAGTAAAAAGCTACATCTA600TCAGCTAATCAAGGCTATTCACTGGTGCCATAAGAATGAT640ATTGTCCATCGAGATATAAAACCAGAAAATCTCTTAATCA680GCCACAATGATGTCCTAAAACTGTGTGACTTTGGTTTTGC720TCGTAATCTGTCAGAAGGCAATAATGCTAATTACACAGAG760TACGTTGCCACCAGATGGTATCGGTCCCCAGAACTCTTAC800TTGGCGCTCCCTATGGAAAGTCCGTGGACATGTGGTCGGT840GGGCTGTATTCTTGGGGAGCTTAGCGATGGACAGCCTTTA880TTTCCTGGAGAAAGTGAAATTGACCAACTTTTTACTATTC920AGAAGGTGCTAGGACCACTTCCATCTGAGCAGATGAAGCT960cDNA 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。