基因總覽
MARK4（microtubule affinity regulating kinase 4）是由蛋白質編碼基因產生的蛋白質，屬於蛋白激酶超家族中的 CAMK Ser/Thr protein kinase family，並歸於 SNF1 subfamily。其名稱反映與微管親和性調節相關的激酶特性；蛋白質具備蛋白激酶結構域，另含 UBA 與 KA1 結構域。這些家族與結構資訊勾勒出 MARK4 的基本分子類型；其底物及細胞作用則見下方功能說明。
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 |
|---|---|---|
| ENST00000262891 ★ | 45,251,271–45,305,284 | 17 |
| ENST00000587566 | 45,079,288–45,266,246 | 7 |
| ENST00000300843 | 45,251,248–45,305,284 | 18 |
| ENST00000866200 | 45,251,248–45,305,284 | 16 |
| ENST00000925282 | 45,251,248–45,305,284 | 17 |
| ENST00001142713 | 45,251,248–45,305,284 | 17 |
| ENST00000590909 | 45,258,893–45,266,281 | 6 |
顯示 7/7 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
MARK4 是絲胺酸／蘇胺酸蛋白激酶，可利用 ATP 磷酸化蛋白質上的絲胺酸或蘇胺酸殘基。其底物包括微管相關蛋白 MAPT/TAU、MAP2 與 MAP4；相關磷酸化作用與微管網絡調節相連，並可促使微管重新排列成束。這使 MARK4 能參與微管組織狀態的調控，而非僅作用於單一微管相關蛋白。
在纖毛組裝過程中，MARK4 是軸絲延伸開始所需的因子；它也調節 ODF2 在中心體的定位，並可在體外磷酸化 ODF2。另有研究指出 MARK4 參與細胞週期進程，特別是 G1/S 檢查點。這些作用將其激酶功能連結至微管相關結構的形成與細胞週期調控。
MARK4 也涉及能量恆定，依相似性資料，其可能透過調節飽足感與代謝率發揮作用。在脂肪細胞生成方面，來源描述其可活化 JNK1 並抑制 p38MAPK 路徑；在細胞凋亡方面，則指出其可透過活化 JNK1 促進凋亡。這些代謝與細胞命運相關功能屬來源所述的相似性推論，不宜視為與其他實驗結果相同層級的確證。
在 mTORC1 調控中，MARK4 磷酸化複合體成員 RPTOR，並作為 mTORC1 的負向調節因子。推測的原因是，RPTOR 磷酸化後與 RRAGA/RRAGC 異二聚體的交互作用受到破壞；該異二聚體是 mTORC1 活化所需。發炎小體活化時，MARK4 亦參與 NLRP3 沿微管定位，促使 NLRP3 被募集至微管組織中心（MTOC）。此外，來源指出 MARK4 會降低神經元細胞存活；其作用情境與機制未在此資料中進一步說明。
Promoter 與基因調控
>MARK4 ENST00000262891 GRCh38 chr19:45250271-45251371 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 CATCCCACCCTGGTCCACAGAGCATGGATGGTCCCCACAGCGCTGTGTGGCCTCCGAGAGGCTCTTGTCC TCTCTGGTCTCAGCCTGCCCGCATGGGGAGTGGCTGTGCCCTGCAGGCGAATACCTGCACAGGGTTCCTT CGCACCTGCCAGTGAGCAACACACGGATTCTTCCTTTCACTTTACAAACTGGGAAAGTGAAGCCCAGAAA GGGCAAGTGCTTGCCCCGGGTCATACAGGTGGACAGAGAGGGTCCCCACACCCCAGCTGGGGTGCAAAGG AGTGGATGCTGCAGCCCCAACCTGCGGGTCTGGATCTATGTGGCTGAGTGGAGGCAGCCTGACTAGGGAG GTCACTGAGCCCTCAGCAGTGGCCAAGCCCCGCACACCATCCCCTTCACCCACCCCACCCTTAGGCCTCC GAGGGGAGAGCTTCCCCCGCTCCCCCCCGCCAACTGGGGAGAGAATGGGCCAGGGGGAGGGACAATGTGG GCAGCGCCTCTGGGGTCTTCTCTGGCTCAGTCCCTTTATCTCTATCTCTTCACAGATCTCTGCGTCTCTG TATCTCTTTGTCTCTCCCTGTGTGTGTGTGGGGTCTCTCTCAGTCTTTGTCCCTCTGCGTCTCTGGGTCT CTCTGTCTCTGTCTCCCTGCGTCTCTCTCTCTCTGTCATCTGGCTCTTCCTTCATCTCCTTGCGCCTCTC CACCCTTTTGTAACTCGTCTCTCTCTCTTCGTGTCTCTCTATCTCTACGTCTCTCGATCTCTCTCTCTGC GTCTCTGGCGCTCTGCCCCGGCCTCTCTCTCCCCTTCTCTCCTCTCCAGTGCGCCTCTCGTCTCGGGCGA GAACACGCTCCCCGCCGGCGTGCCCAGACCCGCCTCCGCCCCCGGAGCCCCCGGAGCCCCCGGCGCCCCG ACCAGCCCGGGCCTGCGCCTTTAAGGGCCGGCGGCGGGGGGCGGGGTCCCGGCGCCCCGCCCTGCCCGCC CCTCCCCCTGACGTCCCTTCCTCCCTCCCCAGCCCCTCCACCGCCTCCCTCCGCCGCCGCTTGGGCCGGC TCCGCGCCCCCTCCGCGGCCCCCGCCCGCCCGCCTGCCCGCCGCCCCCATG
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 1 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| MARK4_1 ↗ | 19:45,251,295 | 正股 | 45,251,246–45,251,305 |
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
ENSR19_BBZGF · enhancer · 45248414–45249124 · regulatory
ENSR19_BBZGP · promoter · 45250781–45251302 · regulatory
ENSR19_C6H8F · enhancer · 45251303–45252480 · regulatory
ENSR19_5DMD7X · CTCF_binding_site · 45251763–45251784 · regulatory
ENSR19_5DMD8Z · CTCF_binding_site · 45251988–45252009 · regulatory
ENSR19_83BWXF · enhancer · 45253472–45253724 · regulatory
ENSR19_9MXZC · enhancer · 45253994–45254264 · regulatory
· motif · 45248600–45248615 · motif
· motif · 45248605–45248617 · motif
· motif · 45248608–45248615 · motif
· motif · 45248608–45248623 · motif
· motif · 45249166–45249177 · motif
· motif · 45251139–45251152 · motif
· motif · 45251145–45251158 · motif
· motif · 45251300–45251313 · motif
· motif · 45251758–45251773 · motif
· motif · 45251765–45251781 · motif
· motif · 45251990–45252006 · motif
· motif · 45252018–45252025 · motif
· motif · 45254113–45254120 · motif
· motif · 45254558–45254571 · motif
· motif · 45254561–45254573 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：752 aa
MARK4 蛋白質長 752 個胺基酸，屬於 CAMK Ser/Thr protein kinase family 的 SNF1 subfamily。其 Protein kinase 結構域位於第 59–310 位胺基酸，UBA 結構域位於第 324–368 位，KA1 結構域位於第 703–752 位。序列註解另指出第 1–36 位及第 385–614 位區段為無序區。
蛋白質三維結構
細胞內定位
MARK4 被定位於細胞質的細胞骨架相關區域，包括微管組織中心與中心體，也見於纖毛基體及纖毛軸絲。 在神經相關觀察中，它位於分化神經母細胞樣細胞的神經突樣突起末端，並可在海馬的細胞質與神經網中檢出。
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：Cell projection, dendrite。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 12 個夥伴
- APLP2Q06481-5 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- APPP05067 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- CDC42P60953 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
- CSNK1DP48730-2 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- KRT31Q15323 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- LYNP07948 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- PARD6GQ9BYG4 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
- PNMA1Q8ND90 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
- PRKCIP41743 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
- STK11Q15831 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
- TUBG1P23258 · UniProt INTERACTION · 4 experiments
- YWHAHQ04917 · UniProt INTERACTION · 7 experiments
MARK4 與 MAPT/TAU、gamma-tubulin、ODF2、USP9X、YWHAQ 及 NLRP3 有交互作用。來源另指出，MARK4 與 NLRP3 的交互作用促進 NLRP3 被募集至微管組織中心（MTOC）；這是特定功能關係的描述，與單純列出實體交互作用有所區別。
疾病與遺傳關聯
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 | MARK4 是絲胺酸／蘇胺酸蛋白激酶，會磷酸化 MAPT/TAU、MAP2 與 MAP4，並調節微管重組成束；也參與纖毛軸絲延伸起始、ODF2 中心體定位、G1/S 檢查點及神經元存活。依相似性資料，它可能調節飽足感與代謝率，並影響脂肪生成及凋亡。它還可磷酸化 RPTOR、負向調節 mTORC1，並在發炎小體活化時促進 NLRP3 移至微管組織中心。 | 含實驗來源 | 證據與來源Serine/threonine-protein kinase. Phosphorylates the microtubule-associated protein MAPT/TAU. Also phosphorylates the microtubule-associated proteins MAP2 and MAP4. Involved in regulation of the microtubule network, causing reorganization of microtubules into bundles. Required for the initiation of axoneme extension during cilium assembly. Regulates the centrosomal location of ODF2 and phosphorylates ODF2 in vitro. Plays a role in cell cycle progression, specifically in the G1/S checkpoint. Reduces neuronal cell survival. Plays a role in energy homeostasis by regulating satiety and metabolic rate (By similarity). Promotes adipogenesis by activating JNK1 and inhibiting the p38MAPK pathway, and triggers apoptosis by activating the JNK1 pathway (By similarity). Phosphorylates mTORC1 complex member RPTOR and acts as a negative regulator of the mTORC1 complex, probably due to disruption of the interaction between phosphorylated RPTOR and the RRAGA/RRAGC heterodimer which is required for mTORC1 activation. Involved in NLRP3 positioning along microtubules by mediating NLRP3 recruitment to microtubule organizing center (MTOC) upon inflammasome activation PMID 14594945 ↗ · PMID 15009667 ↗ · PMID 23184942 ↗ · PMID 23400999 ↗ · PMID 23666762 ↗ · PMID 25123532 ↗ · PMID 28656979 ↗ |
| 分子活性 | L-seryl-[protein] + ATP = O-phospho-L-seryl-[protein] + ADP + H(+) | 含實驗來源 | 證據與來源L-seryl-[protein] + ATP = O-phospho-L-seryl-[protein] + ADP + H(+) PMID 14594945 ↗ · PMID 15009667 ↗ · PMID 23184942 ↗ |
| 分子活性 | L-threonyl-[protein] + ATP = O-phospho-L-threonyl-[protein] + ADP + H(+) | 含實驗來源 | 證據與來源L-threonyl-[protein] + ATP = O-phospho-L-threonyl-[protein] + ADP + H(+) PMID 14594945 ↗ · PMID 15009667 ↗ · PMID 23184942 ↗ |
| 交互作用 | MARK4 與 MAPT/TAU、gamma-tubulin、ODF2、USP9X、YWHAQ 和 NLRP3 有交互作用。來源特別指出，MARK4 與 NLRP3 的交互作用會促進 NLRP3 被募集至微管組織中心（MTOC）；其餘列出的交互作用未在此描述中附帶特定功能結果。 | 含實驗來源 | 證據與來源Interacts with MAPT/TAU. Interacts with gamma-tubulin. Interacts with ODF2. Interacts with USP9X. Interacts with YWHAQ. Interacts with NLRP3; promoting NLRP3 recruitment to microtubule organizing center (MTOC) PMID 14594945 ↗ · PMID 16959763 ↗ · PMID 18254724 ↗ · PMID 23400999 ↗ · PMID 23666762 ↗ · PMID 28656979 ↗ |
| 細胞定位 | MARK4 定位於細胞質及細胞骨架相關區域，包括微管組織中心、中心體、纖毛基體與纖毛軸絲；也出現在樹突。在分化神經母細胞樣細胞中，MARK4 位於神經突樣突起末端，並可於海馬的細胞質與神經網中檢出。 | 含實驗來源 | 證據與來源Cytoplasm, cytoskeleton, microtubule organizing center, centrosome; Cytoplasm, cytoskeleton, microtubule organizing center; Cytoplasm, cytoskeleton, cilium basal body; Cytoplasm, cytoskeleton, cilium axoneme; Cytoplasm; Cell projection, dendrite; Localized at the tips of neurite-like processes in differentiated neuroblast cells. Detected in the cytoplasm and neuropil of the hippocampus PMID 14594945 ↗ · PMID 28656979 ↗ · PMID 23400999 ↗ · PMID 23666762 ↗ |
核酸與蛋白質序列
CTCCCTCCCCAGCCCCTCCACCGCCTCCCTCCGCCGCCGC40TTGGGCCGGCTCCGCGCCCCCTCCGCGGCCCCCGCCCGCC80CGCCTGCCCGCCGCCCCCATGGCGCCCGGGGTCCCCGCTG120CACGGGGCCACTAGGACCCTCGGCGTCCCTTCCCCTCCCC160CGCCCTGCCCCCTCTCCCGCCGCGCGGACCCGGGCGTTCT200CGGCGCCCAGCTTTTGAGCTCGCGTCCCCAGGCCGGCGGG240GGGGGAGGGGAAGAGAGGGGACCCTGGGACCCCCGCCCCC280CCCACCCGGCCGCCCCTGCCCCCCGGGACCCGGAGAAGAT320GTCTTCGCGGACGGTGCTGGCCCCGGGCAACGATCGGAAC360TCGGACACGCATGGCACCTTGGGCAGTGGCCGCTCCTCGG400ACAAAGGCCCGTCCTGGTCCAGCCGCTCACTGGGTGCCCG440TTGCCGGAACTCCATCGCCTCCTGTCCCGAGGAGCAGCCC480CACGTGGGCAACTACCGCCTGCTGAGGACCATTGGGAAGG520GCAACTTTGCCAAAGTCAAGCTGGCTCGGCACATCCTCAC560TGGTCGGGAGGTTGCCATCAAGATTATCGACAAAACCCAG600CTGAATCCCAGCAGCCTGCAGAAGCTGTTCCGAGAAGTCC640GCATCATGAAGGGCCTAAACCACCCCAACATCGTGAAGCT680CTTTGAGGTGATTGAGACTGAGAAGACGCTGTACCTGGTG720ATGGAGTACGCAAGTGCTGGAGAAGTGTTTGACTACCTCG760TGTCGCATGGCCGCATGAAGGAGAAGGAAGCTCGAGCCAA800GTTCCGACAGATTGTTTCGGCTGTGCACTATTGTCACCAG840AAAAATATTGTACACAGGGACCTGAAGGCTGAGAACCTCT880TGCTGGATGCCGAGGCCAACATCAAGATTGCTGACTTTGG920CTTCAGCAACGAGTTCACGCTGGGATCGAAGCTGGACACG960cDNA 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。