基因總覽
SPG7 是蛋白質編碼基因，產物正式名稱為 SPG7 matrix AAA peptidase subunit, paraplegin。此蛋白質屬於粒線體內膜 m-AAA protease 的催化成分；其 N 端區段屬 AAA ATPase 家族，C 端區段則屬 peptidase M41 家族，呈現 ATPase 與蛋白酶相關的家族特色。蛋白質序列註解包含粒線體轉運胜肽及多個跨膜區域，符合其粒線體膜蛋白的性質。來源將 SPG7 描述為參與軸突與神經元發育的重要因子；其更具體的分子作用方式與相關生物過程見功能說明。
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 |
|---|---|---|
| ENST00000645818 ★ | 89,508,403–89,557,766 | 17 |
| ENST00000647079 | 89,490,917–89,557,766 | 17 |
| ENST00000646303 | 89,507,502–89,557,766 | 17 |
| ENST00000643649 | 89,508,367–89,557,766 | 16 |
| ENST00000918771 | 89,508,377–89,557,766 | 17 |
| ENST00001063138 | 89,508,389–89,557,766 | 18 |
| ENST00000643307 | 89,508,393–89,537,226 | 10 |
| ENST00000566371 | 89,508,394–89,530,780 | 5 |
| ENST00000918772 | 89,508,395–89,557,766 | 17 |
| ENST00000645897 | 89,508,397–89,557,766 | 14 |
| ENST00001112420 | 89,508,401–89,514,235 | 3 |
| ENST00000965632 | 89,508,402–89,557,766 | 17 |
顯示 12/36 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
SPG7 是 m-AAA protease 的催化成分，該蛋白酶在粒線體內膜蛋白質的穩態維持中具有重要作用，也被描述為軸突與神經元發育所必需。SPG7 同時具有 ATPase 與蛋白酶活性；依相似性推定，ATPase 活性可使受質展開並送入內部蛋白水解腔，之後切割成較小的胜肽片段。m-AAA protease 因而兼具處理特定調節蛋白，以及移除錯誤摺疊多胜肽以維持蛋白質品質的功能。
在粒線體蛋白質成熟方面，SPG7 參與粒線體核糖體次單元 MRPL32/bL32m 的加工；依相似性推定，該酵素會在 MRPL32/bL32m 組裝進粒線體核糖體前，切除其前序列。
SPG7 也參與神經元中的鈣調節。它可促進 SMDT1/EMRE 在與 uniporter complex 組裝前被降解，藉此限制可供 MCU 組裝使用的 SMDT1/EMRE，並促進 gatekeeper 次單元與 MCU 有效組裝。來源另指出，SPG7 可催化 MCU 降解，進而調節粒線體鈣離子。
此外，SPG7 參與粒線體通透性轉換孔（mPTP）的形成與調節；此作用不需要其蛋白水解活性。這表示 SPG7 與 mPTP 的關係不完全等同於其蛋白酶功能。上述部分機制屬依相似性推定，來源並未將其一概描述為直接實驗證實。
Promoter 與基因調控
>SPG7 ENST00000645818 GRCh38 chr16:89507403-89508503 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 ATTCACTGTTACGAATTTGCGGAGTACAGAAAAGCATAAAAATAAATAGGTCACCCTCATCCTACCTCTG TGACAGACCATCTAGTCTTTGCTTTTCCTACTCAACAAGCTTTCCAGCTCTTGGCGTCAGCTCTAGACCT AAGGCGGACGGAGGAAGGGGTCGGGGTGGCGGAGGACCCCGCGCGCCTGGGAGCCCACGAGGGACCCTGC CCGGGCCCGGAGGGCGGACCCTGAAGAGAACAGAGCCTCTTCCTAAGCTTCCAGACGGCGCCTCCCCGCT TCCTACGATGGGCTCGCGCAGCGGCCGGGGCAGGACCGAGGCTCGAAGCGCCTCCGAGGTGAGCCAGTCC GAAGGCACAGGACGGAGCGCTCCGAAGTCAGAGGTGTGCGGGACGAGCTCTGCAGACGCCTGCCAGGCCG CGCCGCACTGCGCGCTCCCTCCCTCACGACCCTCCTCCTCCGGGGCTGCCCTCCCTGCGGCGGCTGCAAC TTCAGTCCTCGTCCTCGGGCGGCTCAAGACGCAGGAAAACCGCCCCCTTCCTGCGCTCCTCACACCCGAA GGGGCCCTCCCGACCCGAGGCCTCCGGCGCCGCCCTCCTGAGCGCGGGCCTCTACTCGCAGGCGGGATTC CGGCCCGCACCATCCGCCCTCGCCTGTGACCGAACCCTGCGGGTGACGCAGGCTGCCCGGGCGTGAGGCC CCTCGGCGCGGGCGGAGCACGACCACGCAGCCACGACCCGGCCGGTTATTCACCCGCCAGGCCCTGGGAA TACAAGGCCGGCTTCAAAAAAACCAGGGCACCCGCGACCTCCTCGCAGACGCGCGCCCCCATACCCGGGC CTCAGGCAGCCACGAGGTAGACGGGCTCAGGCTCGGGGGTGCGGCAAGCGGCACCCGGGCGCGGCGGGGC GCAGCTGTGGGGACCGCGCAGGCGCCACGTCAGACCCCGCCCACCCCGCCGCGCAGGCGCCGTGTAGCGC CCCGCGGATCACGCAGGCGCGGCTTTCAGGCCAACATGGCCGTGCTGCTGCTGCTGCTCCGTGCCCTCCG CCGGGGTCCAGGCCCGGGTCCTCGGCCGCTGTGGGGCCCAGGCCCGGCCTG
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 1 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| SPG7_1 ↗ | 16:89,508,404 | 正股 | 89,508,355–89,508,414 |
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
ENSR16_93BJ7H · enhancer · 89505058–89505459 · regulatory
ENSR16_93BJ7M · promoter · 89505460–89505960 · regulatory
ENSR16_93BJ84 · promoter · 89507012–89507512 · regulatory
ENSR16_BMQLM · enhancer · 89507513–89508313 · regulatory
ENSR16_5R3FPL · CTCF_binding_site · 89507929–89507950 · regulatory
ENSR16_7794XM · promoter · 89508314–89508421 · regulatory
ENSR16_5R3FSC · CTCF_binding_site · 89508523–89508544 · regulatory
· motif · 89505548–89505561 · motif
· motif · 89505572–89505583 · motif
· motif · 89505572–89505583 · motif
· motif · 89505574–89505583 · motif
· motif · 89505631–89505644 · motif
· motif · 89505655–89505666 · motif
· motif · 89505655–89505666 · motif
· motif · 89507931–89507947 · motif
· motif · 89508327–89508338 · motif
· motif · 89508327–89508338 · motif
· motif · 89508362–89508373 · motif
· motif · 89508362–89508373 · motif
· motif · 89508392–89508403 · motif
· motif · 89508392–89508403 · motif
· motif · 89508525–89508541 · motif
· motif · 89508953–89508966 · motif
· motif · 89511384–89511397 · motif
· motif · 89511384–89511397 · motif
· motif · 89511587–89511598 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：795 aa
SPG7 蛋白質長 795 個胺基酸，N 端含粒線體轉運胜肽；N 端區段屬 AAA ATPase 家族，C 端區段屬 peptidase M41 家族。序列註解標示兩段螺旋跨膜區，並包含粒線體基質與膜間隙拓樸區域。另有一段與 PPIF 互作的區域註解，以及兩處預測為無序的區域。
蛋白質三維結構
細胞內定位
SPG7 定位於粒線體內膜，並被註記為多次跨膜蛋白。 序列拓樸註解指出其部分區域朝向粒線體基質，另有區段位於膜間隙；來源未提供定位隨條件或異構型改變的資訊。
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 18 個夥伴
- CCNDBP1O95273 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- CYSRT1A8MQ03 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- HNRNPKP61978 · UniProt INTERACTION · 6 experiments · 2 筆來源紀錄
- HSF2BPO75031 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- KHDRBS2Q5VWX1 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- KRT40Q6A162 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- KRTAP10-7P60409 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- KRTAP10-9P60411 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- LZTS2Q9BRK4 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- MDFIQ99750 · UniProt INTERACTION · 7 experiments
- MTUS2Q5JR59 · UniProt INTERACTION · 4 experiments
- NDUFB9Q9Y6M9 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
- NOTCH2NLAQ7Z3S9 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- NOTCH2NLCP0DPK4 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- PNMA1Q8ND90 · UniProt INTERACTION · 7 experiments
- PSME3P61289 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- PSTPIP1O43586 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- RBPMSQ93062 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
SPG7 與 AFG3L2 形成異寡聚體；m-AAA protease 由兩者組成異源六聚體。SPG7 也是粒線體通透性轉換孔複合體（mPTPC）的成分之一，該複合體至少包含 SPG7、VDAC1 與 PPIF。此外，SPG7 與 MAIP1 互作；來源未進一步說明此互作的功能。
疾病與遺傳關聯
SPG7 基因變異會造成常染色體隱性遺傳的痙攣性截癱 7，可伴隨或不伴隨小腦性共濟失調。此神經退化疾病的病程與嚴重度差異很大，可能出現下肢逐漸無力與痙攣、平衡困難、肌肉僵硬或痙攣；部分患者也有膀胱症狀，或出現小腦症候群、核上性麻痺及認知功能受損。另有資料指出，SPG7 缺陷可能造成常染色體隱性遺傳的成骨不全症，相關表現包括反覆骨折、輕微骨骼變形、牙齒萌發延遲、聽力正常及鞏膜呈白色。
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 | SPG7 是 m-AAA protease 的催化成分，兼具 ATPase 與蛋白酶活性，參與粒線體內膜蛋白質穩態、軸突與神經元發育。它可加工 MRPL32/bL32m、調節 SMDT1/EMRE 與 MCU 的降解及粒線體鈣離子，並參與 mPTP 形成；部分機制依相似性推定，且 mPTP 相關作用不需要蛋白水解活性。 | 含實驗來源 | 證據與來源Catalytic component of the m-AAA protease, a protease that plays a key role in proteostasis of inner mitochondrial membrane proteins, and which is essential for axonal and neuron development. SPG7 possesses both ATPase and protease activities: the ATPase activity is required to unfold substrates, threading them into the internal proteolytic cavity for hydrolysis into small peptide fragments (By similarity). The m-AAA protease exerts a dual role in the mitochondrial inner membrane: it mediates the processing of specific regulatory proteins and ensures protein quality control by degrading misfolded polypeptides (By similarity). Mediates protein maturation of the mitochondrial ribosomal subunit MRPL32/bL32m by catalyzing the cleavage of the presequence of MRPL32/bL32m prior to assembly into the mitochondrial ribosome (By similarity). Acts as a regulator of calcium in neurons by mediating degradation of SMDT1/EMRE before its assembly with the uniporter complex, limiting the availability of SMDT1/EMRE for MCU assembly and promoting efficient assembly of gatekeeper subunits with MCU. Also regulates mitochondrial calcium by catalyzing degradation of MCU. Plays a role in the formation and regulation of the mitochondrial permeability transition pore (mPTP) and its proteolytic activity is dispensable for this function PMID 11549317 ↗ · PMID 26387735 ↗ · PMID 28396416 ↗ · PMID 31097542 ↗ · PMID 9635427 ↗ |
| 分子活性 | ATP + H2O = ADP + phosphate + H(+) | 推論支持 | |
| 分子活性 | 每個 SPG7 次單元可結合一個鋅離子。 | 資料庫紀錄 | |
| 交互作用 | SPG7 與 AFG3L2 形成異寡聚體，兩者組成 m-AAA protease 的異源六聚體。SPG7 也屬於至少含 SPG7、VDAC1 與 PPIF 的 mPTPC，並與 MAIP1 互作。 | 含實驗來源 | 證據與來源Forms heterooligomers with AFG3L2; the m-AAA protease is composed of heterohexamers of AFG3L2 and SPG7. Component of the mitochondrial permeability transition pore complex (mPTPC), at least composed of SPG7, VDAC1 and PPIF. Interacts with MAIP1 PMID 14623864 ↗ · PMID 26387735 ↗ · PMID 27499296 ↗ · PMID 28396416 ↗ |
| 細胞定位 | SPG7 是粒線體內膜的多次跨膜蛋白。 | 含實驗來源 | |
| 疾病關聯 | 影響 SPG7 的基因變異會造成常染色體隱性遺傳的痙攣性截癱 7，可伴隨或不伴隨小腦性共濟失調。病程及嚴重度不一，表現可包括下肢漸進性無力與痙攣、平衡問題，也可能有膀胱、小腦、眼動控制或認知方面的症狀。 | 含實驗來源 | 證據與來源Spastic paraplegia 7, autosomal recessive, with or without cerebellar ataxia SPG7 A form of spastic paraplegia, a neurodegenerative disorder characterized by a slow, gradual, progressive weakness and spasticity of the lower limbs. Rate of progression and the severity of symptoms are quite variable. Initial symptoms may include difficulty with balance, weakness and stiffness in the legs, muscle spasms, and dragging the toes when walking. In some forms of the disorder, bladder symptoms (such as incontinence) may appear, or the weakness and stiffness may spread to other parts of the body. SPG7 is a complex form. Additional clinical features are cerebellar syndrome, supranuclear palsy, and cognitive impairment, particularly disturbance of attention and executive functions. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 607259 PMID 16534102 ↗ · PMID 17646629 ↗ · PMID 20186691 ↗ · PMID 27217339 ↗ · PMID 9635427 ↗ |
| 疾病關聯 | SPG7 缺陷可能造成常染色體隱性遺傳的成骨不全症，這類結締組織疾病以骨脆弱及骨量偏低為特徵。SPG7 相關病例可有反覆骨折、輕微骨骼變形、牙齒萌發延遲、聽力正常及白色鞏膜。 | 含實驗來源 | 證據與來源Defects in SPG7 may cause autosomal recessive osteogenesis imperfecta (OI). Osteogenesis imperfecta defines a group of connective tissue disorders characterized by bone fragility and low bone mass. Clinical features of SPG7-related osteogenesis imperfecta include recurrent fractures, mild bone deformities, delayed tooth eruption, normal hearing and white sclera PMID 20579626 ↗ |
核酸與蛋白質序列
GGCTTTCAGGCCAACATGGCCGTGCTGCTGCTGCTGCTCC40GTGCCCTCCGCCGGGGTCCAGGCCCGGGTCCTCGGCCGCT80GTGGGGCCCAGGCCCGGCCTGGAGTCCAGGGTTCCCCGCC120AGGCCCGGGAGGGGGCGGCCGTACATGGCCAGCAGGCCTC160CGGGGGACCTCGCCGAGGCTGGAGGCCGAGCTCTGCAGAG200CTTACAATTGAGACTGCTAACCCCTACCTTTGAAGGGATC240AACGGATTGTTGTTGAAACAACATTTAGTTCAGAATCCAG280TCAGACTCTGGCAACTTTTAGGTGGTACTTTCTATTTTAA320CACCTCAAGGTTGAAGCAGAAGAATAAGGAGAAGGATAAG360TCGAAGGGGAAGGCGCCTGAAGAGGACGAAGAGGAGAGGA400GACGCCGTGAGCGGGACGACCAGATGTACCGAGAGCGGCT440GCGCACCTTGCTGGTCATCGCGGTTGTCATGAGCCTCCTG480AATGCTCTCAGCACCAGCGGAGGCAGCATTTCCTGGAACG520ACTTTGTCCACGAGATGCTGGCCAAGGGCGAGGTGCAGCG560CGTCCAGGTGGTGCCTGAGAGCGACGTGGTGGAAGTCTAC600CTGCACCCTGGAGCCGTGGTGTTTGGGCGGCCTCGGCTAG640CCTTGATGTACCGAATGCAGGTTGCAAATATTGACAAGTT680TGAAGAGAAGCTTCGAGCAGCTGAAGATGAGCTGAATATC720GAGGCCAAGGACAGGATCCCAGTTTCCTACAAGCGAACAG760GATTCTTTGGAAATGCCCTGTACTCTGTGGGGATGACGGC800AGTGGGCCTGGCCATCCTGTGGTATGTTTTCCGTCTGGCC840GGGATGACTGGAAGGGAAGGTGGATTCAGTGCTTTTAATC880AGCTTAAAATGGCTCGTTTCACCATTGTGGATGGGAAGAT920GGGGAAAGGAGTCAGCTTCAAAGACGTGGCAGGAATGCAC960cDNA 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。