基因總覽
ULK1（unc-51 like autophagy activating kinase 1）是蛋白質編碼基因，其產物屬於蛋白激酶超家族中的絲胺酸／蘇胺酸蛋白激酶家族，並歸於 APG1/unc-51/ULK1 亞家族。蛋白質具有 N 端蛋白激酶結構域，後續包含多段預測為無序的區域；C 端區域則被註記與 SESN2 互作。這些特徵構成其酵素核心與多個功能區域的基本架構。ULK1 的主要角色與自噬有關，也參與神經元分化早期過程及顆粒細胞軸突形成。
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 |
|---|---|---|
| ENST00000321867 ★ | 131,894,622–131,923,150 | 28 |
| ENST00000881565 | 131,894,596–131,923,161 | 28 |
| ENST00000939866 | 131,894,596–131,923,161 | 28 |
| ENST00000939867 | 131,894,596–131,923,161 | 28 |
| ENST00001143736 | 131,894,596–131,923,161 | 28 |
顯示 5/5 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
ULK1 是絲胺酸／蘇胺酸蛋白激酶，能催化蛋白質受質的磷酸化；來源所列反應包括以 ATP 為磷酸基供體，使受質上的絲胺酸或蘇胺酸殘基磷酸化。它參與飢餓反應中的自噬，並作用於自噬體形成的早期階段：ULK1 位於 PIK3C3 上游，調節自噬前體膜結構的形成，這些結構是自噬體的前身。
ULK1 的活性受到自噬與營養訊號調節，也會回過頭影響相關調控因子。AMPK 可藉由磷酸化活化 ULK1；另一方面，ULK1 也能促成 AMPK 次單元 PRKAA1、PRKAB2 與 PRKAG1 的磷酸化，進而負向調節 AMPK 活性。ULK1 透過與 RPTOR 的互作參與 mTORC1 的調控回饋，來源描述其既是下游效應者，也能負向調節 mTORC1。至於 ULK1 可能磷酸化 ATG13/KIAA0652 與 RPTOR 的說法，仍需要更多證據支持。
ULK1 還可藉由磷酸化不同蛋白質調節自噬的進程。自噬誘導時，ULK1 磷酸化 AMBRA1，使其脫離細胞骨架上的停靠位置，進而促進自噬體成核；磷酸化 FLCN 則促進自噬。它也磷酸化 SESN2 與 SQSTM1 以調節自噬。相反地，ULK1 磷酸化 ATG4B 後，會降低 ATG4B 的蛋白水解活化與去脂化活性，因而抑制自噬。這些作用顯示 ULK1 對自噬的影響會依受質與調控環節而異。
除自噬外，ULK1 也在神經元分化早期發揮作用，並且是顆粒細胞軸突形成所必需。這項發現指出，ULK1 的功能不只涉及細胞內自噬調控，也涵蓋特定神經發育過程。
Promoter 與基因調控
>ULK1 ENST00000321867 GRCh38 chr12:131893622-131894722 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 TGGATGCACTAATCGCTGGAAAGTGCGCTGCTTGGCCTAAGTGATGAGTTAGCTGTCATTATAGTTAGGA ACGACCATGTACACATTACAGGCGTTTCACACACACACACATCCCAATCCTACCGCTTTCTTAAAACGAC AGACAGTACAGTGCCCTGTTCCATATTTTGCTTTTACTTAATTATAATCTTTGGAGAACTCACCCTTGAG CACAGGTATATTTACCTCTGTGCAGTGTTCCACAGGACCGATGCGCAGCCCATCTAGCTAACCTTTCCTC CCCAGCGGATTTATGGGCTATGTCGTTGGTTTGGGTGACAACTTTTTGGTCTACAATTTTTTTTTTTTTT TTTGCAATTTGGCATTATGGAACTCAACTTTAAATGCCTAACCTCTAACTCAGCCATTCTATTTCTAAGA ATTAATTCTGCGCAGTCCCCCGTTTTGGGAACATTTCCCACGCCTGTTCTCCATTCTCCTGTAGAAGGGG AACAGGGAGCGGGAAGGAGGGGAACAGGGAAGGGGAGGGAGGGGAACAGGGAGGGGGGACAGGAGGGAGG AGAACAGGCAGTGGGGGCGGGAGGGGAGCGGGGGGGAAGGCATGGGAGGGGGCGGAAGGGAGGGGGCAGG GAGGGAGAGAGGTGATGGGAAGGGGAAAAGGAGGGAGGAGGACGGAGAGAGGGGAAAGGAGGGAGGGGAG CAGAGAAGAAGCGGGGCGGGGAAGGGGCGGGGAAGGGGCGTGGAAGGGAGTGGGGCAAGGAATCAACACT GAGCCCCGTGGCCCGCTCCCGGGTCAGCGCGCCTCTCTGCTCTCACCGGGGCGGGTCCGCTGTTGGCCCC ACCCACTCCCAGCCCACCCGGCCCCGCAATGGCCCGGCCCAGCCGCCCACCCCCCCGACAGGCCCCGCCC CATTCCCCGCCCCCCGTCTGTTCGTCACGCCCGGCTCTGCCGCTCCGTCCCGCAGGCCCCGCCCTCATCC CGCCTCCCGGCCCGGCGCGCAGTGCGGCTGCGCGGGCGTCTCAGGCTCTGAGGCCCGGGCGCCGCGGCTC TTTTGTTTCTCCGTTGGGGCCGAGCCCGGGCCCTAGTTGGAGCCGGAGTCG
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 1 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| ULK1_1 ↗ | 12:131,894,644 | 正股 | 131,894,595–131,894,654 |
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_BZ6PQ · enhancer · 131892912–131893487 · regulatory
ENSR12_93XCGT · promoter · 131894132–131894632 · regulatory
· motif · 131894344–131894354 · motif
· motif · 131894355–131894365 · motif
· motif · 131894438–131894448 · motif
· motif · 131894457–131894467 · motif
· motif · 131894630–131894641 · motif
· motif · 131894794–131894809 · motif
· motif · 131895876–131895885 · motif
· motif · 131896017–131896027 · motif
· motif · 131896159–131896168 · motif
· motif · 131896233–131896243 · motif
· motif · 131896239–131896249 · motif
· motif · 131896318–131896331 · motif
· motif · 131896318–131896331 · motif
· motif · 131896483–131896494 · motif
· motif · 131896862–131896875 · motif
· motif · 131896862–131896875 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：1050 aa
ULK1 蛋白長 1,050 個胺基酸，N 端第 16–278 位為蛋白激酶結構域。第 283–358、393–608 與 728–791 位區段註記為無序區域；第 287–416 位與 GABARAP、GABARAPL2 的互作有關。C 端第 828–1,050 位區域則與 SESN2 互作。
蛋白質三維結構
細胞內定位
ULK1 位於細胞質與細胞質溶膠，也見於自噬前體結構。 飢餓時，它會定位至點狀結構；這些結構主要代表隔離膜，該膜包圍部分細胞質並促成自噬體形成。
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：Preautophagosomal structure。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 17 個夥伴
- AMBRA1Q9C0C7 · UniProt INTERACTION · 3 experiments · 2 筆來源紀錄
- ATG13O75143 · UniProt INTERACTION · 15 experiments
- C9orf72Q96LT7-1 · UniProt INTERACTION · 5 experiments · 2 筆來源紀錄
- GABARAPL1Q9H0R8 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- GABARAPL2P60520 · UniProt INTERACTION · 4 experiments
- HTTP42858 · UniProt INTERACTION · 8 experiments
- MAP1LC3BQ9GZQ8 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- MAP1LC3CQ9BXW4 · UniProt INTERACTION · 4 experiments
- MTORP42345 · UniProt INTERACTION · 7 experiments
- NTRK1P04629 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
- PDPK1O15530 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
- PRKAA2P54646 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
- PRKAB1Q9Y478 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- RB1CC1Q8TDY2 · UniProt INTERACTION · 13 experiments
- RPTORQ8N122 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- TBC1D14Q9P2M4 · UniProt INTERACTION · 4 experiments
- TRAF6Q9Y4K3 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
ULK1 與 ATG13、ATG101、RB1CC1 組成複合體，也可透過 C 端與 ATG13 互作；缺少 TMEM39A 時，ULK1 與 ATG13 的互作會增加。它與 RPTOR 的互作使其和 mTORC1 相關聯，此關聯受營養條件影響，飢餓時減少。其他互作對象包括 GABARAP、GABARAPL2、SESN2、SQSTM1、AMBRA1、WIPI2 與多種蛋白質。ULK1 與 IRGM 的互作可促進 ULK1 和 BECN1 共組裝；Ser-317 磷酸化時，ULK1 可同時與 MEFV、BECN1 互作。SCOC 會干擾 ULK1 與 FEZ1 的結合。
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 | ULK1 是參與飢餓反應自噬的絲胺酸／蘇胺酸蛋白激酶，位於 PIK3C3 上游並調節自噬前體結構形成。AMPK 磷酸化可活化 ULK1；ULK1 也可磷酸化 AMPK 次單元並負向調節其活性。它磷酸化多種蛋白質以調節自噬，其中磷酸化 ATG4B 會抑制自噬；可能磷酸化 ATG13/KIAA0652 與 RPTOR 的說法仍需更多證據。ULK1 亦參與神經元分化早期及顆粒細胞軸突形成。 | 含實驗來源 | 證據與來源Serine/threonine-protein kinase involved in autophagy in response to starvation. Acts upstream of phosphatidylinositol 3-kinase PIK3C3 to regulate the formation of autophagophores, the precursors of autophagosomes. Part of regulatory feedback loops in autophagy: acts both as a downstream effector and negative regulator of mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1) via interaction with RPTOR. Activated via phosphorylation by AMPK and also acts as a regulator of AMPK by mediating phosphorylation of AMPK subunits PRKAA1, PRKAB2 and PRKAG1, leading to negatively regulate AMPK activity. May phosphorylate ATG13/KIAA0652 and RPTOR; however such data need additional evidence. Plays a role early in neuronal differentiation and is required for granule cell axon formation. Also phosphorylates SESN2 and SQSTM1 to regulate autophagy. Phosphorylates FLCN, promoting autophagy. Phosphorylates AMBRA1 in response to autophagy induction, releasing AMBRA1 from the cytoskeletal docking site to induce autophagosome nucleation. Phosphorylates ATG4B, leading to inhibit autophagy by decreasing both proteolytic activation and delipidation activities of ATG4B PMID 11146101 ↗ · PMID 18936157 ↗ · PMID 20921139 ↗ · PMID 21460634 ↗ · PMID 21795849 ↗ · PMID 23524951 ↗ · PMID 25040165 ↗ · PMID 25126726 ↗ · PMID 28821708 ↗ · PMID 29487085 ↗ · PMID 31123703 ↗ · PMID 37306101 ↗ · PMID 39384743 ↗ |
| 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 18936157 ↗ · PMID 25126726 ↗ · PMID 28821708 ↗ · PMID 31123703 ↗ · PMID 37306101 ↗ |
| 分子活性 | L-threonyl-[protein] + ATP = O-phospho-L-threonyl-[protein] + ADP + H(+) | 含實驗來源 | |
| 交互作用 | ULK1 與多種蛋白質互作，並與 ATG13、ATG101、RB1CC1 組成複合體。它與 ATG13 的互作在缺少 TMEM39A 時增加；與 RPTOR 的關聯受營養狀態影響，飢餓時減少。SCOC 會干擾其與 FEZ1 的結合。磷酸化狀態也影響互作：磷酸化形式可與 TRIM5 互作，Ser-317 磷酸化時可同時與 MEFV、BECN1 互作；此外，ULK1 與 IRGM 互作可促進 ULK1 和 BECN1 共組裝。 | 含實驗來源 | 證據與來源Interacts with GABARAP and GABARAPL2. Interacts (via C-terminus) with ATG13. Part of a complex consisting of ATG13, ATG101, ULK1 and RB1CC1. Associates with the mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1) through an interaction with RPTOR; the association depends on nutrient conditions and is reduced during starvation. Interacts with FEZ1; SCOC interferes with FEZ1-binding. Interacts with TBC1D14. Interacts (phosphorylated form) with TRIM5. When phosphorylated at Ser-317, interacts with MEFV and BECN1 simultaneously. Interacts with TRIM21 and IRF3, in the presence of TRIM21. Interacts with SESN2. Interacts with SQSTM1. Interacts with C9orf72. Interacts with WDR45. Interacts with ATG13; this interaction is increased in the absence of TMEM39A. Interacts with WIPI2. Interacts with ATP2A2. Interacts with AMBRA1. Interacts with IRGM; promoting the coassembly of ULK1 and BECN1. Interacts with FBXO16 PMID 11146101 ↗ · PMID 18936157 ↗ · PMID 19211835 ↗ · PMID 19287211 ↗ · PMID 19597335 ↗ · PMID 21795849 ↗ · PMID 22354037 ↗ · PMID 22613832 ↗ · PMID 25040165 ↗ · PMID 25127057 ↗ · PMID 25438055 ↗ · PMID 25891078 ↗ · PMID 26347139 ↗ · PMID 27334615 ↗ · PMID 28561066 ↗ · PMID 28890335 ↗ · PMID 31123703 ↗ · PMID 31806350 ↗ · PMID 39384743 ↗ |
| 細胞定位 | ULK1 位於細胞質、細胞質溶膠及自噬前體結構。飢餓條件下，它會聚集於點狀結構；這些結構主要代表隔離膜，負責包圍部分細胞質並形成自噬體。 | 推論支持 | 證據與來源Cytoplasm, cytosol; Preautophagosomal structure; Under starvation conditions, is localized to puncate structures primarily representing the isolation membrane that sequesters a portion of the cytoplasm resulting in the formation of an autophagosome |
核酸與蛋白質序列
AGTGCGGCTGCGCGGGCGTCTCAGGCTCTGAGGCCCGGGC40GCCGCGGCTCTTTTGTTTCTCCGTTGGGGCCGAGCCCGGG80CCCTAGTTGGAGCCGGAGTCGGAGTCGGAGTCGGATCCGG120ATTCGGATTAGCAGCCCGGGAAGAGTGCCGTGGCACAGGC160GCCGGAGGGAGCGCGACCCTCGGACCCCGCCTGGCCCGCG200GGGCTGGGACCCGGCCCCGGCCTGCCCGATGGGGCGCGCG240GCCCCGGAGATGCGCCCTCGCCCGGCCCCGCGCCCCCGGC280CCCGCGCCCCCGGCCCGCCCGCCCCGGCCCGCGCCTCCGC320CTGAGTCCCCCGCGCCTTGGCCCGCCACCCCCCGCCCCGC360GCCCCCGGCCCGCCTGCGCCATGGAGCCCGGCCGCGGCGG400CACAGAGACCGTGGGCAAGTTCGAGTTCTCCCGCAAGGAC440CTGATCGGCCACGGCGCCTTCGCGGTGGTCTTCAAGGGCC480GCCACCGCGAGAAGCACGATTTGGAGGTCGCCGTCAAGTG520CATTAACAAGAAGAACCTCGCCAAGTCTCAGACGCTGCTG560GGGAAGGAAATCAAAATCCTGAAGGAACTGAAACATGAAA600ACATCGTGGCCCTGTACGACTTCCAGGAAATGGCTAATTC640TGTCTACCTGGTTATGGAGTACTGCAACGGTGGGGACCTG680GCCGACTACCTGCACGCCATGCGCACGCTGAGCGAGGACA720CCATCAGGCTCTTCCTGCAGCAGATCGCGGGCGCCATGCG760GCTTCTGCACAGCAAAGGCATCATCCACCGCGACCTGAAA800CCGCAGAACATCCTGCTGTCCAACCCCGCCGGCCGCCGCG840CCAACCCCAACAGCATCCGCGTCAAGATCGCTGACTTCGG880CTTCGCGCGGTACCTCCAGAGCAACATGATGGCGGCCACA920CTCTGCGGCTCCCCCATGTACATGGCCCCCGAGGTCATCA960cDNA 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。