基因總覽
SMO（smoothened, frizzled class receptor）是蛋白質編碼基因，產生屬於 G protein-coupled receptor Fz/Smo family 的跨膜受體。其蛋白質長 787 個胺基酸，具有 Frizzled 類（FZ）結構域及多段跨膜區段；這些結構特色使其能嵌入細胞膜，並作為細胞表面訊號受體。SMO 的主要角色是傳遞 smoothened signaling pathway 的訊號；其活性與 Hedgehog 訊號及膽固醇有關，並可進一步影響 GLI 轉錄因子調控的基因表現。
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 |
|---|---|---|
| ENST00000249373 ★ | 129,188,633–129,213,545 | 12 |
| ENST00000925241 | 129,188,501–129,213,545 | 12 |
| ENST00000925242 | 129,188,501–129,213,545 | 6 |
| ENST00000925243 | 129,188,501–129,213,546 | 12 |
| ENST00000925244 | 129,188,501–129,213,545 | 7 |
| ENST00001134128 | 129,188,501–129,213,545 | 12 |
顯示 6/6 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
SMO 是 smoothened signaling pathway 的訊號傳遞受體。Hedgehog 配體 DHH、IHH 或 SHH 出現時，會促使 SMO 活化；膽固醇則是此活化過程的重要因素。相反地，在沒有 Hedgehog 訊號時，PTCH1 或 PTCH2 會抑制 SMO，使其無法接觸膽固醇而維持非活化狀態。
當 Hedgehog 與 patched 蛋白結合後，對 SMO 的抑制解除，SMO 因而轉移至初級纖毛，並可由膽固醇活化。膽固醇引發 SMO 的構形改變，進而啟動透過 G(i) 蛋白傳遞的訊號。這條路徑會抑制腺苷酸環化酶活性，使細胞內 cAMP 減少；較低的 cAMP 會抑制 protein kinase A（PKA），並促進 GLI1、GLI2 與 GLI3 轉錄因子的釋出，讓它們能活化目標基因的表現。
活化的 SMO 也能以另一種方式限制 PKA：它將 PKA 催化次單元 PRKACA 滯留在細胞膜，避免 PRKACA 磷酸化 GLI 轉錄因子，並阻止後續的 GLI 加工。此外，依相似性推定，活化的 SMO 會促進抑制 smoothened signaling pathway 的 GPR161 離開初級纖毛。這些作用共同連結了細胞對 Hedgehog 訊號的接收與 GLI 轉錄因子調控。
Promoter 與基因調控
>SMO ENST00000249373 GRCh38 chr7:129187633-129188733 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 AGTGCAATAACTAATATGCACTTAAACTGTCCAAAGTAACAGAACTAGTCCACTACCGCTAGGCCATGAG CAAGTCTTCCAGGGGTAAGAAAGGAAAACCCACCCTGGTGTGCAGCCCGATCAGCAACAAGGAAAAAGTT GCTCAGTGCAAGTCTACTCTCCTGTTTGGAGCCTTGTGGTTATGCTGGGTTATACTTGGTTGTGCAGGTG TAAACTGCTGAAGTGGGAAATTAAGTGTGGTGACCAAAAGTGTGATGCTCAAAGGAGTGAGGAAAGGCAA AATGAGCAGAGTGGGGAAGAGGAGCAGCAGAAACCTCCCAGAGCAGATGAGCAGCAGGGCCATCAAAGAA GGACTGGTTTCCTTCTCACATAACCAAGGCCAGTCCCTGGGAACCACAGTTCAGACTTCACATATTTGTA GCAGTAAAGGCTTGATGTTGGCAAGTTTATTTCCCAGACACCTGTTCCCGCAGGTAACAGCAGCCAGAGC AGCTGCCGTGAGTGACTCTGAGGTCGTCTCTCTCAAAGGTCCCGAGCTGGAAGGATTTGGAGAAGCGCAA ACCCCAAACCCAGGTTCTTCTCCATGGGGCCCCGGGATACGTTGGAAAATCTAACCAAAGCAGGAAAAAC TGGCGGGCCTGGAGAACGGGGCAGAGATGGAACAGAAGTCCCCGTTGACTTCAGGCATCCCCTGTCTTTC CCATCCTGAGCCAGGAGAAAAGTCCGCTTCCTGCAGACGACCTCAGACCAAGCAAGGTGCCCGCCGAGTC TCTCCTTGCAGGTCCGGCCCACGATTTCCACTCATCTCTTTCCCCCGGGCGCGGGGCGGCGGCAGGCGGG GTCACCAGATCCCCCTAGCCCGGGCCCCTCCAGGCGCCAGGGACGCTGACGCTCGCGCTCTTCCTCTCTC GCCTCCCCTCCCCACCTCTCCGCTCCTTCGTCCAGTCCCTCCCCCAGCCTCGGCGCAGGGGGGCCGGGCT TGGCTCCGCGAGGCCCGTGCATTCCAGAGAGCCCAGCGAGCTAGAGCAACAAAGGAGCCGGGTCGCCGGC GGGGAGAGTTCGGGGGGCTGCGGCGCGCTGGGGCGAAGGTGGCTGCTGGGC
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 0 筆
封存資料的查詢區間內未找到名稱與股向相符的紀錄；不代表此基因沒有 promoter。
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
ENSR7_93W9FZ · enhancer · 129184976–129185461 · regulatory
ENSR7_93W9GW · promoter · 129188143–129188643 · regulatory
· motif · 129187799–129187814 · motif
· motif · 129187806–129187814 · motif
· motif · 129187806–129187823 · motif
· motif · 129188184–129188199 · motif
· motif · 129188191–129188206 · motif
· motif · 129188449–129188459 · motif
· motif · 129188577–129188587 · motif
· motif · 129188601–129188611 · motif
· motif · 129188742–129188755 · motif
· motif · 129189129–129189143 · motif
· motif · 129189129–129189143 · motif
· motif · 129191159–129191168 · motif
· motif · 129191997–129192006 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：787 aa
SMO 蛋白長 787 個胺基酸，屬於 G protein-coupled receptor Fz/Smo family，含有 FZ 結構域。其序列註解包含 N 端訊號肽、胞外與胞質區段，以及七段螺旋跨膜區。另有註解指出，胞質區域包含與 BBS5、BBS7、PRKACA 及 DLG5 互作相關的區段。
蛋白質三維結構
細胞內定位
SMO 是多次跨膜蛋白，可位於細胞膜及纖毛膜。 依相似性推定，當細胞受到 DHH、IHH 或 SHH 刺激時，SMO 會轉移至初級纖毛；其纖毛定位涉及 beta-arrestin 與 KIF3A 依賴的機制。
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, cilium membrane。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。
SMO 可形成同源二聚體。它透過 PKI motif 與 PRKACA 結合，並可結合游離的 PRKACA 次單元，使其滯留於細胞膜，從而避免 PRKACA 磷酸化 GLI 轉錄因子。SMO 也與 ARRB1、ARRB2、BBS5、BBS7、DLG5、SDCBP、KIF7 及 DRC4 有互作記錄；其中 BBS5、BBS7 的互作與 SMO 連結至 BBsome complex、促進纖毛定位相符。依相似性推定，DLG5 與 SMO 的互作發生於纖毛基部，並促使 KIF7 和 GLI2 在纖毛頂端累積，以利 GLI2 活化。
疾病與遺傳關聯
SMO 變異與 Curry-Jones syndrome 有關。此多系統疾病的特徵包括斑片狀皮膚病灶、多指（趾）、多種腦部畸形、單側冠狀縫顱縫早閉、虹膜缺損、小眼及伴隨肌纖維瘤或錯構瘤的腸旋轉不良。已辨識的致病變異 Phe-412 見於 8 名患者，且均為嵌合型；該變異在血液中不易可靠檢出，受影響組織的檢測成功率較高。研究者認為此變異可能在胚胎發育早期、受精後出現。相同變異亦曾在 ameloblastoma、medulloblastoma、meningioma 與 basal cell carcinoma 中發現，並被報告為部分此類腫瘤的致癌驅動因子。
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 · 4 筆
| 功能面向 | 功能敘述 | 證據類型 | 可查核來源 |
|---|---|---|---|
| 功能 | SMO 是傳遞 smoothened signaling pathway 的 G 蛋白偶聯受體，會在 DHH、IHH 或 SHH 刺激下由膽固醇活化。沒有 Hedgehog 時，PTCH1 或 PTCH2 阻止 SMO 接觸膽固醇；訊號解除抑制後，SMO 移至初級纖毛並透過 G(i) 抑制腺苷酸環化酶、降低 cAMP，進而抑制 PKA、促進 GLI 轉錄因子釋出及目標基因表現。活化 SMO 亦可滯留 PRKACA，並促進 GPR161 離開初級纖毛；後一項為依相似性推定。 | 含實驗來源 | 證據與來源G protein-coupled receptor, which transduces the smoothened signaling pathway. Activated by cholesterol in response to hedgehog (DHH, IHH or SHH) morphogens. In absence of hedgehog, SMO is inactivated by patched protein (PTCH1 or PTCH2), which prevents SMO access to cholesterol. In response to hedgehog-binding to pathched, inhibition is relieved, promoting SMO translocation to primary cilium and activation by cholesterol: cholesterol causes a conformation change that triggers signaling via G protein G(i), mediating inhibition of adenylate cyclase activity and decreassed production of cAMP. Decreased cAMP levels then inhibit protein kinase A (PKA) and promote release of GLI (GLI1, GLI2 and GLI3) transcription factors, which activate expression of target genes. Active SMO also directly inhibits PKA by sequestering its catalytic subunit, PRKACA, at the cell membrane, preventing PRKACA-mediated phosphorylation and subsequent processing of GLI transcription factors. Active SMO also promotes the removal of GPR161, a key inhibitor of the smoothened signaling pathway, from primary cilia (By similarity) PMID 19592253 ↗ · PMID 27437577 ↗ · PMID 28344083 ↗ · PMID 31168089 ↗ · PMID 32929279 ↗ · PMID 36202993 ↗ · PMID 39138140 ↗ |
| 交互作用 | SMO 可形成同源二聚體，並透過 PKI motif 與 PRKACA 結合，使游離 PRKACA 次單元滯留於細胞膜，避免其磷酸化 GLI。SMO 亦與 ARRB1、ARRB2、BBS5、BBS7、DLG5、SDCBP、KIF7 及 DRC4 互作；BBS5、BBS7 的互作與 SMO 連結 BBsome complex、促進纖毛定位相符。依相似性推定，DLG5 在纖毛基部與 SMO 互作，促進 KIF7 和 GLI2 聚集於纖毛頂端，以利 GLI2 活化。 | 含實驗來源 | 證據與來源Homodimer. Interacts (via PKI motif) with protein kinase A catalytic subunit PRKACA; interacts with free PRKACA subunits and the interaction leads to sequestration of PRKACA at the membrane, preventing PRKACA-mediated phosphorylation of GLI transcription factors. Interacts with ARRB1 and ARRB2; promoting its localization to primery cilium (By similarity). Interacts with BBS5 and BBS7; the interactions are indicative for the association of SMO with the BBsome complex to facilitate ciliary localization of SMO. Interacts with DLG5; Interaction takes place at the ciliary base to induce the accumulation of KIF7 and GLI2 at the ciliary tip for GLI2 activation (By similarity). Interacts with SDCBP (By similarity). Interacts with KIF7. Interacts with DRC4 PMID 19592253 ↗ · PMID 21659505 ↗ · PMID 22072986 ↗ · PMID 23636324 ↗ · PMID 27437577 ↗ · PMID 36202993 ↗ · PMID 39138140 ↗ |
| 細胞定位 | SMO 是多次跨膜蛋白，位於細胞膜及纖毛膜。依相似性推定，DHH、IHH 或 SHH 刺激會促使 SMO 轉移至初級纖毛；這項纖毛定位涉及 beta-arrestin 與 KIF3A 依賴的機制。 | 含實驗來源 | 證據與來源Cell membrane / Multi-pass membrane protein; Cell projection, cilium membrane / Multi-pass membrane protein; Translocates to primary cilium in response to hedgehog (DHH, IHH or SHH) morphogens (By similarity). Cilium localization is mediated via a beta-arrestin and KIF3A-dependent mechanism (By similarity) PMID 27437577 ↗ · PMID 28513578 ↗ · PMID 31168089 ↗ · PMID 32929279 ↗ · PMID 22072986 ↗ · PMID 28344083 ↗ |
| 疾病關聯 | SMO 變異與 Curry-Jones syndrome 有關，表現包括皮膚、肢體、腦部、顱縫、眼部及腸道異常。8 名患者帶有 Phe-412 致病變異且均為嵌合型；此變異難以在血液中可靠檢出，受影響組織較易檢出，推測在胚胎早期受精後形成。相同變異亦見於數種腫瘤，並被報告為部分腫瘤的致癌驅動因子。 | 含實驗來源 | 證據與來源Curry-Jones syndrome CRJS A multisystem disorder characterized by patchy skin lesions, polysyndactyly, diverse cerebral malformations, unicoronal craniosynostosis, iris colobomas, microphthalmia, and intestinal malrotation with myofibromas or hamartomas. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry. 8 individuals have been identified with the disease-causing mutation Phe-412 and all were mosaic. The mutation could not be reliably detected in blood, greatest success rates were obtained with affected tissues obtained by invasive procedures. It is thought that the mutation has arisen postzygotically early during embryonic development. This mutation has also been identified in ameloblastoma, medulloblastoma, meningioma, and basal cell carcinoma, and has been reported as the oncogenic driver in some of these tumors MIM: 601707 PMID 24859340 ↗ · PMID 27236920 ↗ |
核酸與蛋白質序列
ATTCCAGAGAGCCCAGCGAGCTAGAGCAACAAAGGAGCCG40GGTCGCCGGCGGGGAGAGTTCGGGGGGCTGCGGCGCGCTG80GGGCGAAGGTGGCTGCTGGGCCGCGGGCTGGCGCGGGGGC120GGAGCCGGAGCTGCACTCGCACCCCCGGCCCGCGTCTGGC160CTCCCTCGCGGGGCGGGGAGGTGGCTTTAATGGTGGGAGA200GGGAATGGGGCTGGGGATTGGGGGCCCAGGGGTCTCCTAG240GGCTGAAGACAACTTGGATTGCGAGGCTAGGGCTTGGGGA280GTCGTGCATCCCGTTCCGGGCCTCCGCAGCCCAACATGGG320CCCCGGGTTCCAAAGTTTGCGAAGTTGGGCGCCGAGGGGC360CGGGGCGCGCGGAGCGTCCGGGGGGGCCCGGGCCCGGATT400CTCTGGGCGCACAGGTCGCCTGAGCCGCCTCCGCGGCCGC440CGAGGTCGTGCGTGTGGCCGGGGGGCTCCGAGGAGCAGGC480GGGGGCGCCGGGGCTTTTGCTGAGTTGGCGGGGTTGGCCA520TGGCCGCTGCCCGCCCAGCGCGGGGGCCGGAGCTCCCGCT560CCTGGGGCTGCTGCTGCTGCTGCTGCTGGGGGACCCGGGC600CGGGGGGCGGCCTCGAGCGGGAACGCGACCGGGCCTGGGC640CTCGGAGCGCGGGCGGGAGCGCGAGGAGGAGCGCGGCGGT680GACTGGCCCTCCGCCGCCGCTGAGCCACTGCGGCCGGGCT720GCCCCCTGCGAGCCGCTGCGCTACAACGTGTGCCTGGGCT760CGGTGCTGCCCTACGGGGCCACCTCCACACTGCTGGCCGG800AGACTCGGACTCCCAGGAGGAAGCGCACGGCAAGCTCGTG840CTCTGGTCGGGCCTCCGGAATGCCCCCCGCTGCTGGGCAG880TGATCCAGCCCCTGCTGTGTGCCGTATACATGCCCAAGTG920TGAGAATGACCGGGTGGAGCTGCCCAGCCGTACCCTCTGC960cDNA 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。