基因總覽
SHMT2 是蛋白質編碼基因，其產物 serine hydroxymethyltransferase 2 屬於 SHMT family。蛋白質具有粒線體轉運胜肽，N 端第 1 至 29 個胺基酸被註記為轉運區；第 30 至 51 個胺基酸則被註記為無序區。此蛋白質主要與粒線體代謝相關，亦可參與 BRISC 複合體的作用。其分子角色涵蓋葉酸一碳代謝及粒線體核苷酸相關過程，並有粒線體以外的功能。
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 |
|---|---|---|
| ENST00000328923 ★ | 57,229,711–57,234,935 | 12 |
| ENST00000925589 | 57,226,554–57,234,935 | 14 |
| ENST00000925590 | 57,226,615–57,234,935 | 14 |
| ENST00000925591 | 57,227,503–57,234,935 | 14 |
| ENST00000557487 | 57,229,667–57,234,935 | 12 |
| ENST00000894751 | 57,229,667–57,234,935 | 12 |
| ENST00000894752 | 57,229,667–57,234,935 | 12 |
| ENST00000894753 | 57,229,667–57,234,935 | 12 |
| ENST00000894754 | 57,229,667–57,234,935 | 12 |
| ENST00000925592 | 57,229,667–57,234,935 | 12 |
| ENST00000925593 | 57,229,667–57,234,935 | 11 |
| ENST00001021840 | 57,229,667–57,234,935 | 12 |
顯示 12/29 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
SHMT2 催化 serine 與 glycine 之間的轉換，反應同時涉及 tetrahydrofolate，並形成 5,10-methylenetetrahydrofolate。此反應將 serine 的一個碳轉移至 tetrahydrofolate；在細胞中，serine 是葉酸一碳的重要來源。5,10-methylenetetrahydrofolate 也是 purine biosynthesis 所需的中間產物，因此 SHMT2 連結胺基酸轉換與葉酸一碳代謝，並支援核苷酸合成所需的代謝物供應。
在粒線體中，SHMT2 透過 glycine 與 tetrahydrofolate 代謝，參與 de novo thymidylate biosynthesis pathway。此路徑所產生的 thymidylate 有助於避免 uracil 在粒線體 DNA（mtDNA）中累積。SHMT2 亦與 mtDNA 有關聯；來源指出的是關聯，未進一步描述其在 mtDNA 上的具體作用方式。
SHMT2 產生的 5,10-methylenetetrahydrofolate 也支援粒線體翻譯。它提供甲基供體，供部分粒線體 tRNA 在 wobble position 形成 taurinomethyluridine 鹼基。這項作用將葉酸代謝產物連結至粒線體 tRNA 修飾與蛋白質合成；來源說明的是部分粒線體 tRNA，並未將此修飾泛化至所有粒線體 tRNA。
除了粒線體中的代謝角色，SHMT2 也是 BRISC 複合體的組成成分，並參與標的蛋白質去泛素化。來源指出，BRISC 複合體對 IFNAR1 的去泛素化需要 SHMT2。這項功能與其代謝作用不同，顯示 SHMT2 亦能在粒線體以外的複合體中參與蛋白質修飾調控。
Promoter 與基因調控
>SHMT2 ENST00000328923 GRCh38 chr12:57228711-57229811 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 TTTTTTTAATTAAAAAAAAAAACTTGGCTTATCAGAATCACTGAGGAGAGGTTTAGTTGTGTGACAGCAT AAGTGGGCAAATGTCTACTCTTTGAGATCCATTGAATTAGAACCTCTGAAGACAGACCCCACACTCATAT TTATATCATATTTTCTAACCCATTCTGATGCTGAGGTTTGGGAACCTACTCCTGGAGGGGTTGATGAATC CCATTCCCAAGGGTTTCTTCCGGATGAAGTCAGGCTAAAAGGAAGATCCCTTCCAGTCTCAAAGATCTAT AGCCCTGGGGAAAAAAGGAGAGCCCACCGACTCCTGGGACATCAAGAGGTGGACAGGTAACAAAATGGGA CAAGTGAACAACAGGAGGGGTGCCTTCCTCTGCTCCCAGATGTCTGAGGAGAAAGAGGAGATGCCATGTA GGAGGCAGGTCTGTGGGTCAGAGGAAGAGGGGAGGACAATCTGTCACAGCGCATGTTCACAGGAAAAGCC TCATTGAATCCTCACCACACAGTATTTTCTTGTGGCTTTACCAGGGAGGAAACTGAAGCCCACACAAGCT AATGCACTAGTCCCAGAGCCGGAACTTGAATTCAGGTCTTCCGACCCTTCTAAACCACGGTGCTTTCCAG TGTTCCATAGCTCTTTATCTTGTGTGGGGGTCTAGATCTCCTGGAGTCTAATAATGCTAGCTAGATATTC AGTAGGCACCCTATAAACGTTTGTCTTGACAACAAGCAGAGAGAAAACCCTGAAAAGCTTCAAGATAGTA AGGAGAGGGGGCGGCACTGGACCTCTGTTTTTGTTTTTTGTTTTTTTCCCCCCAGGCAAGGGCCTCTAAC CCTGGGGCTACAGACGGGAATCATAAAGAAAAAAGCGGTGAGTGGGCGAACTACAATTCCCAAAAGGCCA CAAAGGGGCCACCACTACGCATGCGTAGATCCCTCCCGTTAGCTTTGGCGCCTCAGCGAGCTCTTCTCGC GCATGCGTTCTCCGAACGGTCTTCTTCCGACAGCTTGCTGCCCTAGACCAGAGTTGGTGGCTGGACCTCC TGCGACTTCCGAGTTGCGATGCTGTACTTCTCTTTGTTTTGGGCGGCTCGG
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 3 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| SHMT2_1 ↗ | 12:57,229,711 | 正股 | 57,229,662–57,229,721 |
| SHMT2_2 ↗ | 12:57,230,167 | 正股 | 57,230,118–57,230,177 |
| SHMT2_3 ↗ | 12:57,230,368 | 正股 | 57,230,319–57,230,378 |
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
ENSR12_5HGF8Q · CTCF_binding_site · 57225032–57225053 · regulatory
ENSR12_5HGFBP · CTCF_binding_site · 57225459–57225480 · regulatory
ENSR12_BFCMQ · promoter · 57229221–57230096 · regulatory
ENSR12_83NFMD · promoter · 57230188–57230370 · regulatory
· motif · 57225034–57225050 · motif
· motif · 57225461–57225477 · motif
· motif · 57227107–57227120 · motif
· motif · 57227169–57227182 · motif
· motif · 57227177–57227190 · motif
· motif · 57227177–57227190 · motif
· motif · 57227205–57227218 · motif
· motif · 57227296–57227309 · motif
· motif · 57227296–57227309 · motif
· motif · 57227493–57227504 · motif
· motif · 57227493–57227504 · motif
· motif · 57227495–57227504 · motif
· motif · 57227569–57227578 · motif
· motif · 57227569–57227580 · motif
· motif · 57227569–57227580 · motif
· motif · 57227834–57227846 · motif
· motif · 57228125–57228137 · motif
· motif · 57229636–57229647 · motif
· motif · 57229636–57229647 · motif
· motif · 57229688–57229699 · motif
· motif · 57229688–57229699 · motif
· motif · 57229764–57229775 · motif
· motif · 57230259–57230272 · motif
· motif · 57230293–57230303 · motif
· motif · 57230295–57230305 · motif
· motif · 57230304–57230314 · motif
· motif · 57230345–57230355 · motif
· motif · 57230616–57230631 · motif
· motif · 57231804–57231819 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：504 aa
serine hydroxymethyltransferase 2 長 504 個胺基酸，屬於 SHMT family。序列註解指出，其第 1 至 29 個胺基酸為粒線體轉運胜肽；第 30 至 51 個胺基酸則為無序區。這些註解描述蛋白質的轉運與序列區域，來源未提供其他結構域資訊。
蛋白質三維結構
細胞內定位
SHMT2 主要位於粒線體，並可見於粒線體基質、核樣體及內膜。 作為 BRISC 複合體的一部分時，也可出現在細胞質與細胞核；此處描述的是 SHMT2 的定位，而非複合體其他成員的定位。
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。
更多交互作用夥伴 · 已取得 6 個夥伴
- ARL6IP1Q15041 · UniProt INTERACTION · 6 experiments
- BRCC3P46736 · UniProt INTERACTION · 4 experiments
- CAB39Q9Y376 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- CMTM5Q96DZ9 · UniProt INTERACTION · 4 experiments · 2 筆來源紀錄
- KIRREL3Q8IZU9 · UniProt INTERACTION · 4 experiments
- MAL2Q969L2 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
SHMT2 在結合 pyridoxal 5'-phosphate 時形成同源四聚體；未結合時則為同源二聚體。pyridoxal 5'-phosphate 結合所引起的構形變化是四聚體形成所需。SHMT2 與 ABRAXAS2 有直接交互作用，並被辨識為 BRISC 複合體及包含 ABRAXAS2、IFNAR1 的複合體成員；來源亦記載其與 KIRREL3 交互作用。
疾病與遺傳關聯
SHMT2 的變異與一種自體隱性神經發育疾病有關，該疾病伴有心肌病、痙攣及腦部異常。患者可有整體發展遲緩、中度至重度智能障礙、痙攣性下肢輕癱、共濟失調或周邊神經病變，也可能有特殊外觀與先天性小頭症。多數患者在兒童期出現進行性肥厚型心肌病，或有心臟發育異常；腦部影像則顯示胼胝體異常，部分患者呈現類似 perisylvian polymicrogyria 的型態。
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 · 6 筆
| 功能面向 | 功能敘述 | 證據類型 | 可查核來源 |
|---|---|---|---|
| 功能 | SHMT2 催化 serine 裂解為 glycine，並產生 purine biosynthesis 所需的 5,10-methylenetetrahydrofolate；serine 是細胞葉酸一碳的主要來源。此酵素也參與粒線體 thymidylate 新生合成，以避免 uracil 在 mtDNA 累積，並藉由供應甲基供體支持部分粒線體 tRNA 的 taurinomethyluridine 修飾及粒線體翻譯。SHMT2 與粒線體 DNA 有關聯，且作為 BRISC 複合體成分，為 IFNAR1 去泛素化所需。 | 含實驗來源 | 證據與來源Catalyzes the cleavage of serine to glycine accompanied with the production of 5,10-methylenetetrahydrofolate, an essential intermediate for purine biosynthesis. Serine provides the major source of folate one-carbon in cells by catalyzing the transfer of one carbon from serine to tetrahydrofolate. Contributes to the de novo mitochondrial thymidylate biosynthesis pathway via its role in glycine and tetrahydrofolate metabolism: thymidylate biosynthesis is required to prevent uracil accumulation in mtDNA. Also required for mitochondrial translation by producing 5,10-methylenetetrahydrofolate; 5,10-methylenetetrahydrofolate providing methyl donors to produce the taurinomethyluridine base at the wobble position of some mitochondrial tRNAs. Associates with mitochondrial DNA. In addition to its role in mitochondria, also plays a role in the deubiquitination of target proteins as component of the BRISC complex: required for IFNAR1 deubiquitination by the BRISC complex PMID 18063578 ↗ · PMID 21876188 ↗ · PMID 24075985 ↗ · PMID 25619277 ↗ · PMID 29364879 ↗ · PMID 29452640 ↗ · PMID 33015733 ↗ |
| 分子活性 | (6R)-5,10-methylene-5,6,7,8-tetrahydrofolate + glycine + H2O = (6S)-5,6,7,8-tetrahydrofolate + L-serine | 含實驗來源 | 證據與來源(6R)-5,10-methylene-5,6,7,8-tetrahydrofolate + glycine + H2O = (6S)-5,6,7,8-tetrahydrofolate + L-serine PMID 24075985 ↗ · PMID 25619277 ↗ · PMID 29364879 ↗ · PMID 33015733 ↗ |
| 分子活性 | SHMT2 參與一碳代謝及 tetrahydrofolate 的相互轉換。 | 資料庫紀錄 | |
| 交互作用 | SHMT2 在結合 pyridoxal 5'-phosphate 時形成同源四聚體，未結合時形成同源二聚體；該分子結合引發形成四聚體所需的構形變化。SHMT2 與 ABRAXAS2 直接交互作用，並被辨識為含 ABRAXAS2、BRCC3/BRCC36、BABAM2 與 BABAM1/NBA1 等成員的 BRISC 複合體，以及含 ABRAXAS2 和 IFNAR1 的複合體成員；另有與 KIRREL3 交互作用的紀錄。 | 含實驗來源 | 證據與來源Homotetramer; in the presence of bound pyridoxal 5'-phosphate. Homodimer; in the absence of bound pyridoxal 5'-phosphate. Pyridoxal 5'-phosphate binding mediates an important conformation change that is required for tetramerization. Interacts with ABRAXAS2; the interaction is direct. Identified in a complex with ABRAXAS2 and the other subunits of the BRISC complex, at least composed of the ABRAXAS2, BRCC3/BRCC36, BABAM2 and BABAM1/NBA1. Identified in a complex with ABRAXAS2 and IFNAR1. Interacts with KIRREL3 PMID 24075985 ↗ · PMID 25619277 ↗ · PMID 25902260 ↗ · PMID 29180469 ↗ |
| 細胞定位 | SHMT2 主要定位於粒線體，並可位於粒線體基質、核樣體與內膜，也見於細胞質及細胞核；後兩處定位與其作為 BRISC 複合體成分有關。 | 含實驗來源 | 證據與來源Mitochondrion; Mitochondrion matrix, mitochondrion nucleoid; Mitochondrion inner membrane; Cytoplasm; Nucleus; Mainly localizes in the mitochondrion. Also found in the cytoplasm and nucleus as part of the BRISC complex PMID 21876188 ↗ · PMID 24075985 ↗ · PMID 18063578 ↗ |
| 疾病關聯 | SHMT2 變異會造成一種自體隱性神經發育疾病，患者可有整體發展遲緩、中度至重度智能障礙、痙攣性下肢輕癱、共濟失調或周邊神經病變，並可能有特殊外觀與先天性小頭症。多數患者在兒童期出現進行性肥厚型心肌病或心臟發育異常；所有患者的腦部影像均見胼胝體異常，部分患者另有類似 perisylvian polymicrogyria 的型態。 | 含實驗來源 | 證據與來源Neurodevelopmental disorder with cardiomyopathy, spasticity, and brain abnormalities NEDCASB An autosomal recessive neurodevelopmental disorder characterized by global developmental delay, moderate to severe intellectual disability, spastic paraparesis, ataxia, and/or peripheral neuropathy. Patients also exhibit dysmorphic features and congenital microcephaly. Most affected individuals develop progressive hypertrophic cardiomyopathy in childhood or have cardiac developmental anomalies. Brain imaging shows corpus callosum abnormalities in all patients, and perisylvian polymicrogyria-like pattern in some individuals. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 619121 PMID 33015733 ↗ |
核酸與蛋白質序列
CTTCTTCCGACAGCTTGCTGCCCTAGACCAGAGTTGGTGG40CTGGACCTCCTGCGACTTCCGAGTTGCGATGCTGTACTTC80TCTTTGTTTTGGGCGGCTCGGCCTCTGCAGAGATGTGGGC120AGCTGGTCAGGATGGCCATTCGGGCTCAGCACAGCAACGC160AGCCCAGACTCAGACTGGGGAAGCAAACAGGGGCTGGACA200GGCCAGGAGAGCCTGTCGGACAGTGATCCTGAGATGTGGG240AGTTGCTGCAGAGGGAGAAGGACAGGCAGTGTCGTGGCCT280GGAGCTCATTGCCTCAGAGAACTTCTGCAGCCGAGCTGCG320CTGGAGGCCCTGGGGTCCTGTCTGAACAACAAGTACTCGG360AGGGTTATCCTGGCAAGAGATACTATGGGGGAGCAGAGGT400GGTGGATGAAATTGAGCTGCTGTGCCAGCGCCGGGCCTTG440GAAGCCTTTGACCTGGATCCTGCACAGTGGGGAGTCAATG480TCCAGCCCTACTCCGGGTCCCCAGCCAACCTGGCCGTCTA520CACAGCCCTTCTGCAACCTCACGACCGGATCATGGGGCTG560GACCTGCCCGATGGGGGCCATCTCACCCACGGCTACATGT600CTGACGTCAAGCGGATATCAGCCACGTCCATCTTCTTCGA640GTCTATGCCCTATAAGCTCAACCCCAAAACTGGCCTCATT680GACTACAACCAGCTGGCACTGACTGCTCGACTTTTCCGGC720CACGGCTCATCATAGCTGGCACCAGCGCCTATGCTCGCCT760CATTGACTACGCCCGCATGAGAGAGGTGTGTGATGAAGTC800AAAGCACACCTGCTGGCAGACATGGCCCACATCAGTGGCC840TGGTGGCTGCCAAGGTGATTCCCTCGCCTTTCAAGCACGC880GGACATCGTCACCACCACTACTCACAAGACTCTTCGAGGG920GCCAGGTCAGGGCTCATCTTCTACCGGAAAGGGGTGAAGG960cDNA 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。