基因總覽
VRK1 是蛋白質編碼基因，產物為 Serine/threonine-protein kinase VRK1，屬於 protein kinase superfamily 中的 CK1 Ser/Thr protein kinase family，並歸入 VRK subfamily。此蛋白質長 396 個胺基酸，具有蛋白質激酶區域；其 C 端包含無序區段，末端部分也參與與 nucleosome 的交互作用。作為絲胺酸／蘇胺酸激酶，VRK1 的主要角色是調節多種細胞活動；其相關功能涵蓋染色質、基因轉錄、細胞週期及 DNA 損傷反應。
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 |
|---|---|---|
| ENST00000216639 ★ | 96,797,382–96,881,609 | 13 |
| ENST00000553683 | 96,797,304–96,881,612 | 14 |
| ENST00000680538 | 96,797,304–96,881,403 | 13 |
| ENST00000681195 | 96,797,304–96,881,609 | 13 |
| ENST00000679727 | 96,797,304–96,881,611 | 13 |
| ENST00000680683 | 96,797,304–96,881,605 | 13 |
| ENST00000680335 | 96,797,304–96,935,377 | 12 |
| ENST00000679736 | 96,797,304–96,860,922 | 10 |
| ENST00000557352 | 96,797,304–96,860,922 | 11 |
| ENST00000679903 | 96,797,304–96,881,405 | 13 |
| ENST00000681419 | 96,797,304–96,876,723 | 12 |
| ENST00000680849 | 96,797,304–96,881,606 | 13 |
顯示 12/47 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
VRK1 是絲胺酸／蘇胺酸激酶，參與細胞週期、核凝縮、轉錄調控與 DNA 損傷反應。它可磷酸化組蛋白 H3 的 Thr-4，以及 histone H2AX，因而參與染色質組織與重塑。DNA 損傷時，VRK1 也會磷酸化 KAT5，促進 KAT5 與染色質結合及其組蛋白乙醯轉移酶活性。
VRK1 對神經發育相關過程亦有作用：它參與神經前驅細胞的細胞週期進程調節，並且是皮質神經元正常遷移所必需；此遷移功能的證據註記為 By similarity。在運動神經元中，VRK1 參與神經突延長與分枝。它亦透過磷酸化 COIL 並調節 coilin 降解，對 Cajal bodies 的組裝具有必要作用。
在細胞週期中的高基氏體拆解方面，VRK1 經 PLK3 在有絲分裂期間磷酸化後，為誘發高基氏體碎裂所必需。VRK1 磷酸化 BANF1，會削弱 BANF1 結合 DNA 的能力及其與含 LEM domain 蛋白質的結合，並使 BANF1 從細胞核重新定位至細胞質。
VRK1 也調節轉錄與 DNA 損傷反應相關蛋白質：它磷酸化 TP53BP1 與 p53/TP53 的 Thr-18，阻止 p53/TP53 與 MDM2 交互作用；磷酸化 ATF2 則會活化 ATF2 的轉錄活性，此外亦可磷酸化 JUN。這些作用連結染色質調節、轉錄控制及細胞週期相關過程。
Promoter 與基因調控
>VRK1 ENST00000216639 GRCh38 chr14:96796382-96797482 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 GTCCTGAAGCTTACGCTTCATTGGCTTCATTGTTAATCTCCCTCTGCCTGTGACTTCAGTGATTTTGACC TAGAACAATGACCCAGTGCCCAATAAGCTCTCAGCCTCATGGGTGATGGAGACTTAGCTGATTATAATAA ACACAATGCGGCCGGGCGCGGTGGCTCACGCCTGTAATCCCAGCACTTGGCGAGGCCAAGGCGGGCGGAT CACAAGGTCAGGAGATCGAGACCATCCTGGCTAACACGGTGAAACCCCGTCTCTACTAAAAACAGAAAAA AATTAGCTGGGCGTGATGGCGAGCGCCTGTAGTCCCAGCTACTCGGGAGGCTGAGGCAGGAGAATGGCGT GAACCCGGGAGACGGAGCTTGCAGTGAGCCGAGACTGTGCCACTGTACTCCAGCCTGGGCGACAGAGTGA GACTCCGTCTCAAAAAAATAAATAAATAAAAATAAATAATAAACACAATGCAAACTGTGGCATACGTTGA TTACAGATGAAACACTATAGATGATTAGGTAGACATTGAGATATGCTTTGAAATAGGCTTCGAAAAACAG GTAGGATTTAGACACATATCAATGAGTGGGCAGAATAATACTAACACTATCTGCTATTTATTGAGCACCA ACTAAGTTTAAAGTACTGCCTATAGATTATTTCATTTAATCCTAACAGAAACAGGAAACTTATTTTACAC CCAACTCTCTGCCAATACACTTAATAAATCAAGCTACTACGAACAAGGCTGTAAACCACATTTCCTAGAA GACCAGGGAGCAGAAGGACGGGGATCTCCCTTTGCCGCTAAGAGACTCCAACTCCCAGGATGCCTTGGGA GCGCTGGACCACAGCTCCCGGCATTCCCGGGGAGGCGCGGGGCTAGCGTAGCCTCCGCCCCGCGCCTCGC GTTACCACTCGTCCCGCCCCTCCTCGTCGCCTCCGAGCCAATGGGAAGGCTCCATACTGCAGGGTGCGAA GGGGCCGGCGCCGCTGCCGAGTTACGAGTCGGCGAAAGCGGCGGGAAGTTCGTACTGGGCAGAACGCGAC GGGTCTGCGGCTTAGGGTAGGGAGGCCGCAGGCGACACGGCTCGAGGACTC
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 1 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| VRK1_1 ↗ | 14:96,797,387 | 正股 | 96,797,338–96,797,397 |
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
ENSR14_5SQPCP · CTCF_binding_site · 96795797–96795818 · regulatory
ENSR14_BP7N8 · promoter · 96796892–96797812 · regulatory
ENSR14_BP7NC · enhancer · 96797813–96798434 · regulatory
· motif · 96795374–96795396 · motif
· motif · 96795374–96795396 · motif
· motif · 96795376–96795398 · motif
· motif · 96795376–96795398 · motif
· motif · 96795388–96795400 · motif
· motif · 96795474–96795487 · motif
· motif · 96795474–96795487 · motif
· motif · 96795484–96795499 · motif
· motif · 96795593–96795606 · motif
· motif · 96795593–96795606 · motif
· motif · 96795799–96795815 · motif
· motif · 96797134–96797142 · motif
· motif · 96797302–96797312 · motif
· motif · 96797616–96797632 · motif
· motif · 96797616–96797632 · motif
· motif · 96797621–96797635 · motif
· motif · 96797713–96797729 · motif
· motif · 96797713–96797729 · motif
· motif · 96797724–96797740 · motif
· motif · 96797724–96797740 · motif
· motif · 96797894–96797908 · motif
· motif · 96797897–96797908 · motif
· motif · 96797997–96798009 · motif
· motif · 96798001–96798014 · motif
· motif · 96802118–96802129 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：396 aa
VRK1 長 396 個胺基酸，屬於 CK1 Ser/Thr protein kinase family 的 VRK subfamily。其 protein kinase domain 位於第 37–317 個胺基酸；第 354–396 位為無序區段。第 387–393 位的區域則被註記為與 nucleosome 交互作用所需。
蛋白質三維結構
細胞內定位
VRK1 位於細胞核與細胞質，也可見於細胞核內的 Cajal body；有絲分裂期間則在染色質上富集。
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 13 個夥伴
- ATF2P15336 · UniProt INTERACTION · 5 experiments
- AURKBQ96GD4 · UniProt INTERACTION · 14 experiments
- COILP38432 · UniProt INTERACTION · 9 experiments
- H2AXP16104 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- JUNP05412 · UniProt INTERACTION · 5 experiments
- KAT5Q92993 · UniProt INTERACTION · 6 experiments
- NBNO60934 · UniProt INTERACTION · 13 experiments
- PLK3Q9H4B4 · UniProt INTERACTION · 12 experiments
- RANP62826 · UniProt INTERACTION · 12 experiments
- RNF8O76064 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
- SOX2P48431 · UniProt INTERACTION · 14 experiments
- TP53P04637 · UniProt INTERACTION · 11 experiments
- TP53BP1Q12888 · UniProt INTERACTION · 8 experiments
VRK1 與 HDAC1、KAT2B、SETDB1、KDM3A 及 KDM4A 有交互作用；來源未進一步界定這些關係是否皆為直接結合。VRK1 也可透過 nucleosome DNA 與 nucleosome 結合，並藉由 nucleosome acidic patch 與 histone H2A、H2B 交互作用。微生物感染情境下，VRK1 與 vaccinia protein B12 交互作用；此關係會抑制 B12 對病毒複製工廠形成的抑制活性。
疾病與遺傳關聯
VRK1 基因變異與兩種常染色體隱性疾病相關。Pontocerebellar hypoplasia 1A（PCH1A）以腦橋與小腦結構缺陷為特徵，可見小腦及腦幹偏小、出生即有中樞與周邊運動功能障礙，並可能伴隨膠質增生、脊髓前角細胞退化、肌張力低下、先天性攣縮及呼吸功能不全。Neuronopathy, distal hereditary motor, autosomal recessive 10（HMNR10）則為緩慢進展的遠端遺傳性運動神經病變，主要表現為下肢遠端無力與萎縮、步態異常；部分患者亦有上肢受累，發病多在青少年或成年期，也可能始於嬰幼兒或兒童期。
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 · 8 筆
| 功能面向 | 功能敘述 | 證據類型 | 可查核來源 |
|---|---|---|---|
| 功能 | VRK1 是參與細胞週期、核凝縮、轉錄調控及 DNA 損傷反應的絲胺酸／蘇胺酸激酶。它藉由磷酸化組蛋白 H3 的 Thr-4 與 histone H2AX 調節染色質組織和重塑；DNA 損傷時磷酸化 KAT5，促進其與染色質結合及組蛋白乙醯轉移酶活性。VRK1 也參與神經前驅細胞週期調節、皮質神經元遷移、運動神經元神經突生長及 Cajal bodies 組裝。它參與有絲分裂期高基氏體碎裂，並透過磷酸化 BANF1、TP53BP1、p53/TP53、ATF2 與 JUN 調節相關蛋白質功能；神經元遷移的註記為 By similarity。 | 含實驗來源 | 證據與來源Serine/threonine kinase involved in the regulation of key cellular processes including the cell cycle, nuclear condensation, transcription regulation, and DNA damage response. Controls chromatin organization and remodeling by mediating phosphorylation of histone H3 on 'Thr-4' and histone H2AX (H2aXT4ph). It also phosphorylates KAT5 in response to DNA damage, promoting KAT5 association with chromatin and histone acetyltransferase activity. Is involved in the regulation of cell cycle progression of neural progenitors, and is required for proper cortical neuronal migration (By similarity). Is involved in neurite elongation and branching in motor neurons, and has an essential role in Cajal bodies assembly, acting through COIL phosphorylation and the control of coilin degradation. Involved in Golgi disassembly during the cell cycle: following phosphorylation by PLK3 during mitosis, it is required to induce Golgi fragmentation. Phosphorylates BANF1: disrupts its ability to bind DNA, reduces its binding to LEM domain-containing proteins and causes its relocalization from the nucleus to the cytoplasm. Phosphorylates TP53BP1 and p53/TP53 on 'Thr-18', preventing the interaction between p53/TP53 and MDM2. Phosphorylates ATF2 which activates its transcriptional activity. Phosphorylates JUN PMID 10951572 ↗ · PMID 14645249 ↗ · PMID 15105425 ↗ · PMID 16495336 ↗ · PMID 18617507 ↗ · PMID 19103756 ↗ · PMID 21920476 ↗ · PMID 31090908 ↗ · PMID 31527692 ↗ · PMID 33076429 ↗ · PMID 37179361 ↗ |
| 分子活性 | L-seryl-[protein] + ATP = O-phospho-L-seryl-[protein] + ADP + H(+) | 含實驗來源 | |
| 分子活性 | L-threonyl-[protein] + ATP = O-phospho-L-threonyl-[protein] + ADP + H(+) | 含實驗來源 | |
| 交互作用 | VRK1 與 HDAC1、KAT2B、SETDB1、KDM3A 及 KDM4A 有交互作用。它也與 nucleosome 結合，涉及 nucleosome DNA、histone H2A 與 histone H2B；VRK1 與 H2A、H2B 的交互作用由 nucleosome acidic patch 介導。該酸性區是 H2A 和 H2B 上帶負電荷殘基形成、位於 nucleosome 核心內的凹槽。 | 含實驗來源 | 證據與來源Interacts with HDAC1, KAT2B, SETDB1, KDM3A and KDM4A. Associates with the nucleosome through interactions with nucleosome DNA, histone H2A and histone H2B; the interaction with H2A and H2B is mediated by the nucleosome acidic patch, a cluster of negatively charged residues of H2A and H2B forming a cleft within the nucleosome core PMID 35390161 ↗ · PMID 37179361 ↗ |
| 交互作用 | 在微生物感染情境下，VRK1 與 vaccinia protein B12 交互作用。此交互作用會抑制 vaccinia virus B12 pseudokinase 對病毒複製工廠形成所具有的抑制活性。 | 含實驗來源 | 證據與來源(Microbial infection) Interacts with vaccinia protein B12; this interaction inhibits the repressive activity of the vaccinia virus B12 pseudokinase on viral replication factory formation PMID 33177193 ↗ |
| 細胞定位 | VRK1 位於細胞核與細胞質，也可定位於細胞核中的 Cajal body；有絲分裂期間，VRK1 在染色質上富集。 | 含實驗來源 | 證據與來源Nucleus; Cytoplasm; Nucleus, Cajal body; Enriched on chromatin during mitosis PMID 10951572 ↗ · PMID 14645249 ↗ · PMID 15105425 ↗ · PMID 16704422 ↗ · PMID 18617507 ↗ · PMID 31090908 ↗ · PMID 21920476 ↗ |
| 疾病關聯 | VRK1 基因變異與常染色體隱性疾病 Pontocerebellar hypoplasia 1A（PCH1A）相關。此病可見腦橋與小腦結構缺陷；患者的小腦及腦幹異常偏小，出生即有中樞與周邊運動功能障礙，並可有膠質增生及脊髓前角細胞退化，表現類似嬰兒型脊髓性肌肉萎縮症。其他特徵包括肌張力低下、先天性攣縮及出生時即出現的呼吸功能不全。 | 含實驗來源 | 證據與來源Pontocerebellar hypoplasia 1A PCH1A A form of pontocerebellar hypoplasia, a disorder characterized by structural defects of the pons and cerebellum, evident upon brain imaging. PCH1A is an autosomal recessive form characterized by an abnormally small cerebellum and brainstem, central and peripheral motor dysfunction from birth, gliosis and spinal cord anterior horn cells degeneration resembling infantile spinal muscular atrophy. Additional features include muscle hypotonia, congenital contractures and respiratory insufficiency that is evident at birth. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 607596 PMID 19646678 ↗ · PMID 21920476 ↗ · PMID 21937992 ↗ · PMID 25609612 ↗ · PMID 31527692 ↗ |
| 疾病關聯 | VRK1 基因變異與常染色體隱性疾病 Neuronopathy, distal hereditary motor, autosomal recessive 10（HMNR10）相關。此病屬遠端遺傳性運動神經病變，特徵為脊髓前角運動神經元選擇性退化，後角沒有感覺缺損。病程緩慢進展，主要造成下肢遠端肌肉無力與萎縮及步態異常，部分患者上肢也受累；發病多在青少年或成年期，但症狀亦可能在嬰兒期或兒童期出現。 | 含實驗來源 | 證據與來源Neuronopathy, distal hereditary motor, autosomal recessive 10 HMNR10 A form of distal hereditary motor neuronopathy, a heterogeneous group of neuromuscular diseases caused by selective degeneration of motor neurons in the anterior horn of the spinal cord, without sensory deficit in the posterior horn. HMNR10 is a slowly progressive form characterized by distal muscle weakness and atrophy predominantly affecting the lower limbs, and resulting in gait abnormalities. Upper limb involvement is seen in some patients. HMNR10 has mostly juvenile or adult onset, although symptoms may manifest in infancy or childhood in some patients. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 620542 PMID 24126608 ↗ · PMID 26583493 ↗ · PMID 27281532 ↗ · PMID 30617279 ↗ · PMID 30847374 ↗ · PMID 31090908 ↗ · PMID 31527692 ↗ · PMID 31837156 ↗ · PMID 32298515 ↗ · PMID 35390161 ↗ |
核酸與蛋白質序列
GTTACGAGTCGGCGAAAGCGGCGGGAAGTTCGTACTGGGC40AGAACGCGACGGGTCTGCGGCTTAGGTGAAAATGCCTCGT80GTAAAAGCAGCTCAAGCTGGAAGACAGAGCTCTGCAAAGA120GACATCTTGCAGAACAATTTGCAGTTGGAGAGATAATAAC160TGACATGGCAAAAAAGGAATGGAAAGTAGGATTACCCATT200GGCCAAGGAGGCTTTGGCTGTATATATCTTGCTGATATGA240ATTCTTCAGAGTCAGTTGGCAGTGATGCACCTTGTGTTGT280AAAAGTGGAACCCAGTGACAATGGACCTCTTTTTACTGAA320TTAAAGTTCTACCAACGAGCTGCAAAACCAGAGCAAATTC360AGAAATGGATTCGTACCCGTAAGCTGAAGTACCTGGGTGT400TCCTAAGTATTGGGGGTCTGGTCTACATGACAAAAATGGA440AAAAGTTACAGGTTTATGATAATGGATCGCTTTGGGAGTG480ACCTTCAGAAAATATATGAAGCAAATGCCAAAAGGTTTTC520TCGGAAAACTGTCTTGCAGCTAAGCTTAAGAATTCTGGAT560ATTCTGGAATATATTCACGAGCATGAGTATGTGCATGGAG600ATATCAAGGCCTCAAATCTTCTTCTGAACTACAAGAATCC640TGACCAGGTGTACTTGGTAGATTATGGCCTTGCTTATCGG680TACTGCCCAGAAGGAGTTCATAAAGAATACAAAGAAGACC720CCAAAAGATGTCACGATGGCACTATTGAATTCACGAGCAT760CGATGCACACAATGGCGTGGCCCCATCAAGACGTGGTGAT800TTGGAAATACTTGGTTATTGCATGATCCAATGGCTTACTG840GCCATCTTCCTTGGGAGGATAATTTGAAAGATCCTAAATA880TGTTAGAGATTCCAAAATTAGATACAGAGAAAATATTGCA920AGTTTGATGGACAAATGTTTTCCTGAGAAAAACAAACCAG960cDNA 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。