基因總覽
XRCC4（X-ray repair cross complementing 4）是由蛋白質編碼基因產生的蛋白質，屬於 XRCC4-XLF family 的 XRCC4 subfamily。它是非同源末端接合（NHEJ）修復系統的核心因子之一，主要在 DNA 損傷修復中擔任支架角色，並與多種修復蛋白協作。蛋白質長 336 個胺基酸，具有多段已註記的互作區域及較長的無序區；其序列中也有核定位訊號。這些特徵與它在細胞核內參與 DNA 修復，以及和不同蛋白質形成複合體的角色相符。
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 |
|---|---|---|
| ENST00000396027 ★ | 83,077,547–83,353,760 | 8 |
| ENST00000511817 | 83,077,498–83,353,787 | 8 |
| ENST00000282268 | 83,077,498–83,353,758 | 8 |
| ENST00000933727 | 83,077,498–83,353,760 | 9 |
| ENST00001110735 | 83,077,498–83,311,070 | 8 |
| ENST00000338635 | 83,077,527–83,353,711 | 8 |
| ENST00001115472 | 83,077,527–83,261,012 | 7 |
| ENST00001115473 | 83,077,527–83,200,949 | 4 |
| ENST00001116923 | 83,077,527–83,266,900 | 8 |
| ENST00001131281 | 83,077,527–83,370,453 | 8 |
| ENST00001131283 | 83,077,527–83,261,035 | 8 |
| ENST00000933725 | 83,077,608–83,353,760 | 8 |
顯示 12/20 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
XRCC4 是 DNA 非同源末端接合（NHEJ）的核心因子，參與 DNA 雙股斷裂修復，也支援 V(D)J 重組。它作為支架蛋白，協助調節其他蛋白質招募至斷裂位置，讓修復因子能在 DNA 末端組織起來。此修復路徑不依賴同源模板，而是處理並重新接合斷裂的 DNA 末端。
XRCC4 與 NHEJ1/XLF 結合後，可形成交替排列的螺旋狀絲狀結構，跨接 DNA 片段並使斷裂兩端保持靠近。XRCC4-NHEJ1/XLF 次複合體能以高度可動的方式結合雙股斷裂片段，並橋接兩個 DNA 分子；這種移動性也使 DNA 末端仍可被其他修復因子接近與進一步處理。因此，XRCC4 不只是固定斷端，也協助維持後續修復所需的可及性。
在接合階段，XRCC4 直接與 DNA ligase IV（LIG4）作用。缺口填補完成後，LIG4-XRCC4 次複合體負責重新封合 DNA 斷裂；XRCC4 同時穩定 LIG4、調節其亞細胞定位，並增強其連接活性。該次複合體與 DNA 末端結合，則依賴 DNA-dependent protein kinase complex（DNA-PK）先組裝至 DNA 末端。XRCC4 也促進 PNKP 從已處理的鏈斷裂末端移開，協助修復因子依序作用。
XRCC4 另有與 DNA 修復不同的功能情境：經 caspase-3（CASP3）切割後形成的 XRCC4 會移至細胞質並與 XKR4 作用，促進 XKR4 的磷脂醯絲胺酸翻轉酶活性，使磷脂醯絲胺酸暴露於凋亡細胞表面。此作用顯示 XRCC4 的功能會隨切割與細胞內位置改變而不同。
Promoter 與基因調控
>XRCC4 ENST00000396027 GRCh38 chr5:83076547-83077647 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 TGCTATATGGGATTCTGCAGCAACTTCTGTGAACATAGGCTCATAATTTTTCACCATGGAGACTCAAGCT TTTTGGAGTCATAGTTGTTTTTGGGTCTATTTGCAGGCATGCATCCTTTGTCCAGAAATATACATAACAT TTGGCACATGGACCTGGAGGTAAAAGAGGAGGAAGGCCTGAGGCTAGACACCACTCCAATAAGTACATTA AGCTCCTAGAAGGGCAATCCACCTTTGCAGAGAACTCTTAACTATTAAAACCTATAGCTTGTAAAGCAGC ATTTTCAAAGTTAAGAGAAGAAGGTGGAAGGGTCTTGAGAGGCTACTGACTAAACAGATGAAAATGAAGG TATGGAGTTTGGTGCCAAAAGAAACTCCCCCCAAAAATCAAACAATAACACCAGAGTAAAGCCCCTAGGG CGAGATAAGGAGTTGCAACAAAACAAGCGGAAACTCGAGAAGCGCTAATGCTTCAAAGGGTCAATGACCA CACATAATCTACGTAGCCAACGTGTTAAAACACACCAACGCATTTTTTTTTCCTAAACAAAGTAGGAAAG CGGACTTTGCATGAGGGGCGGGCTGCCGACCCAGCAGTCTTCCTCGGACAGTCCGTCCTGATTCTCTCTG GTTGGCCGTGGAGGGACCACATGGCTCCAAGGCCTCTCAGCTCCGGGCCCACACACCCCGGGCTGCCGCA CAAACTCCAGCCCTAGTCTAGATCCACAACCCCTTCTCGAAGATCAACCGCGACCTGGGAGCCCCACTTC TTACCATAGCGAGGCCGGCGATGCCGCAGCCACATCACCCTTCCGGGGCTCAGGCGGAAGAGGCTGCATG TCCCGTCTGCCCTTCTCGCCCTCTCCAGCCGTCCGGTTGGGCTTGTCACGGCACCGCCTACCAAGACGGG CGGTTAAGACACTAGGATAGGCTCCTCTCCACCGGAAAAGGCGGGATTTAGATCACGTCCCGCAGGCCGG CGGAAGTAGCTGATACTCTCATTGGTTGCAAAACCTTGATCTGTGAAAGCGGGCGTTTTGGAAGATACCG GAAGTAGAGTCACGGAGAGGTAGGATCCGGAAGTGGGGCTGCCTCTTTAAA
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 1 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| XRCC4_1 ↗ | 5:83,077,593 | 正股 | 83,077,544–83,077,603 |
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
ENSR5_BLH68 · enhancer · 83076503–83077383 · regulatory
ENSR5_84FXM8 · promoter · 83077384–83077603 · regulatory
ENSR5_BLH6D · enhancer · 83077604–83078242 · regulatory
· motif · 83073803–83073814 · motif
· motif · 83076847–83076862 · motif
· motif · 83076920–83076931 · motif
· motif · 83076969–83076975 · motif
· motif · 83077015–83077030 · motif
· motif · 83077021–83077033 · motif
· motif · 83077023–83077030 · motif
· motif · 83077023–83077038 · motif
· motif · 83077055–83077067 · motif
· motif · 83077057–83077072 · motif
· motif · 83077057–83077072 · motif
· motif · 83077105–83077120 · motif
· motif · 83077354–83077363 · motif
· motif · 83077367–83077378 · motif
· motif · 83077523–83077534 · motif
· motif · 83077525–83077534 · motif
· motif · 83077589–83077602 · motif
· motif · 83077591–83077602 · motif
· motif · 83077591–83077602 · motif
· motif · 83077593–83077602 · motif
· motif · 83077618–83077631 · motif
· motif · 83077620–83077631 · motif
· motif · 83077620–83077631 · motif
· motif · 83077622–83077631 · motif
· motif · 83077767–83077780 · motif
· motif · 83078105–83078120 · motif
· motif · 83078956–83078965 · motif
· motif · 83078956–83078965 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：336 aa
XRCC4 蛋白質長 336 個胺基酸，屬於 XRCC4-XLF family 的 XRCC4 subfamily。第 1–213 位胺基酸區域與 IFFO1 互作，第 180–213 位區域與 LIG4 互作。第 212–249 位及第 264–336 位被註記為無序區；第 270–275 位則含有核定位訊號。
蛋白質三維結構
細胞內定位
XRCC4 位於細胞核及染色體，並可定位至 DNA 雙股斷裂處。 經 caspase-3（CASP3）切割後，XRCC4 的 C 端相關形式會由細胞核轉移至細胞質；這項定位變化與其和 XKR4 互作的情境相連。
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：Chromosome。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 14 個夥伴
- APLFQ8IW19 · UniProt INTERACTION · 7 experiments
- APTXQ7Z2E3 · UniProt INTERACTION · 6 experiments
- ASTE1Q2TB18 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- BIN1O00499 · UniProt INTERACTION · 4 experiments
- FAM9BQ8IZU0 · UniProt INTERACTION · 10 experiments
- GSC2O15499 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- HAUS2Q9NVX0 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- IFFO1Q0D2I5 · UniProt INTERACTION · 8 experiments · 2 筆來源紀錄
- KRT27Q7Z3Y8 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- LIG4P49917 · UniProt INTERACTION · 23 experiments · 2 筆來源紀錄
- MAGEA6P43360 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- NHEJ1Q9H9Q4 · UniProt INTERACTION · 11 experiments · 3 筆來源紀錄
- PNKPQ96T60 · UniProt INTERACTION · 13 experiments
- XRCC6P12956 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
XRCC4 可形成同源二聚體及同源四聚體，並直接與 NHEJ1/XLF、LIG4、PRKDC 和 XRCC6/Ku70 互作。LIG4-XRCC4 次複合體的比例為 1:2，XRCC4 對維持 LIG4 穩定性有必要。XRCC4 也是 NHEJ 核心複合體成員，並可與 APTX、APLF、PNKP、POLL 及 IFFO1 互作；此外，它會與經 caspase 切割的 XKR4 作用。
疾病與遺傳關聯
XRCC4 相關基因變異可造成身材矮小、小頭症與內分泌功能異常症（SSMED）。患者出生時可有身材矮小及小頭症，並出現出生後進行性生長不良；成人內分泌表現包括高促性腺激素性性腺功能低下、多結節性甲狀腺腫及糖尿病。部分患者另有進行性共濟失調、淋巴球減少或臨界性白血球減少。
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 | XRCC4 是 DNA 非同源末端接合（NHEJ）的核心因子，參與 DNA 雙股斷裂修復及 V(D)J 重組。它作為支架調節修復蛋白招募至斷裂處，並與 NHEJ1/XLF 形成可橋接 DNA 片段的螺旋絲狀結構，使斷端靠近且仍能被其他因子處理。XRCC4 也透過與 LIG4 作用參與末端接合，穩定並增強 LIG4 活性；該複合體結合 DNA 末端仰賴 DNA-PK 組裝，並促進 PNKP 離開已處理的斷裂末端。 | 含實驗來源 | 證據與來源DNA non-homologous end joining (NHEJ) core factor, required for double-strand break repair and V(D)J recombination. Acts as a scaffold protein that regulates recruitment of other proteins to DNA double-strand breaks (DSBs). Associates with NHEJ1/XLF to form alternating helical filaments that bridge DNA and act like a bandage, holding together the broken DNA until it is repaired. The XRCC4-NHEJ1/XLF subcomplex binds to the DNA fragments of a DSB in a highly diffusive manner and robustly bridges two independent DNA molecules, holding the broken DNA fragments in close proximity to one other. The mobility of the bridges ensures that the ends remain accessible for further processing by other repair factors. Plays a key role in the NHEJ ligation step of the broken DNA during DSB repair via direct interaction with DNA ligase IV (LIG4): the LIG4-XRCC4 subcomplex reseals the DNA breaks after the gap filling is completed. XRCC4 stabilizes LIG4, regulates its subcellular localization and enhances LIG4's joining activity. Binding of the LIG4-XRCC4 subcomplex to DNA ends is dependent on the assembly of the DNA-dependent protein kinase complex DNA-PK to these DNA ends. Promotes displacement of PNKP from processed strand break termini PMID 10757784 ↗ · PMID 10854421 ↗ · PMID 12517771 ↗ · PMID 15385968 ↗ · PMID 16412978 ↗ · PMID 17124166 ↗ · PMID 17290226 ↗ · PMID 19837014 ↗ · PMID 20852255 ↗ · PMID 21768349 ↗ · PMID 21775435 ↗ · PMID 21982441 ↗ · PMID 22228831 ↗ · PMID 22287571 ↗ · PMID 25597996 ↗ · PMID 25742519 ↗ · PMID 25934149 ↗ · PMID 26100018 ↗ · PMID 26774286 ↗ · PMID 27437582 ↗ · PMID 28453785 ↗ · PMID 28500754 ↗ · PMID 8548796 ↗ · PMID 9242410 ↗ |
| 功能 | 經 caspase-3（CASP3）切割產生的 XRCC4 形式會移至細胞質並與 XKR4 互作，促進 XKR4 的磷脂翻轉酶活性，進而使磷脂醯絲胺酸暴露於凋亡細胞表面。 | 含實驗來源 | 證據與來源Acts as an activator of the phospholipid scramblase activity of XKR4. This form, which is generated upon caspase-3 (CASP3) cleavage, translocates into the cytoplasm and interacts with XKR4, thereby promoting phosphatidylserine scramblase activity of XKR4 and leading to phosphatidylserine exposure on apoptotic cell surface PMID 33725486 ↗ |
| 交互作用 | XRCC4 在溶液中可形成同源二聚體或同源四聚體，並直接與 NHEJ1/XLF、LIG4、PRKDC 及 XRCC6/Ku70 互作；LIG4-XRCC4 次複合體的比例為 1:2，且 XRCC4 有助維持 LIG4 穩定。XRCC4 屬於 NHEJ 複合體，也與 APTX、APLF、PNKP、POLL 及 IFFO1 互作；PNKP 主要與 Thr-233 磷酸化的 XRCC4 結合，未磷酸化時互作程度較低。 | 含實驗來源 | 證據與來源Homodimer and homotetramer in solution. Interacts with NHEJ1/XLF; the interaction is direct and is mediated via a head-to-head interaction between N-terminal head regions. Interacts with LIG4; the LIG4-XRCC4 subcomplex has a 1:2 stoichiometry and XRCC4 is required for LIG4 stability. Component of the core long-range non-homologous end joining (NHEJ) complex (also named DNA-PK complex) composed of PRKDC, LIG4, XRCC4, XRCC6/Ku70, XRCC5/Ku86 and NHEJ1/XLF. Additional component of the NHEJ complex includes PAXX. Following autophosphorylation, PRKDC dissociates from DNA, leading to formation of the short-range NHEJ complex, composed of LIG4, XRCC4, XRCC6/Ku70, XRCC5/Ku86 and NHEJ1/XLF. Interacts with PRKDC; the interaction is direct. Interacts with XRCC6/Ku70; the interaction is direct. Interacts with APTX and APLF. Forms a heterotetramer with IFFO1; the interaction involves LIG4-free XRCC4 and leads to the relocalization of IFFO1 to the sites of DNA damage. Interacts with PNKP; mainly interacts with PNKP when phosphorylated at Thr-233, but is also able to interact at much lower level with PNKP when not unphosphorylated. Interacts with POLL (DNA polymerase lambda) PMID 10757784 ↗ · PMID 10854421 ↗ · PMID 11080143 ↗ · PMID 11702069 ↗ · PMID 12509254 ↗ · PMID 12517771 ↗ · PMID 12547193 ↗ · PMID 15380105 ↗ · PMID 15385968 ↗ · PMID 16439205 ↗ · PMID 17124166 ↗ · PMID 17290226 ↗ · PMID 17353262 ↗ · PMID 17396150 ↗ · PMID 17567543 ↗ · PMID 18077224 ↗ · PMID 18158905 ↗ · PMID 19332554 ↗ · PMID 20558749 ↗ · PMID 20852255 ↗ · PMID 21768349 ↗ · PMID 21775435 ↗ · PMID 21936820 ↗ · PMID 21982441 ↗ · PMID 22228831 ↗ · PMID 22287571 ↗ · PMID 22658747 ↗ · PMID 24984242 ↗ · PMID 25574025 ↗ · PMID 25670504 ↗ |
| 交互作用 | XRCC4 與 XKR4 互作，也會與經 caspase 切割處理的 XKR4 形式互作。 | 含實驗來源 | 證據與來源Interacts with XKR4; interacts with the processed form of XKR4, which is cleaved by caspase PMID 33725486 ↗ |
| 細胞定位 | XRCC4 位於細胞核及染色體，並可定位於 DNA 雙股斷裂的位置。 | 含實驗來源 | 證據與來源Nucleus; Chromosome; Localizes to site of double-strand breaks PMID 16478998 ↗ · PMID 21982441 ↗ · PMID 24984242 ↗ · PMID 25597996 ↗ · PMID 25934149 ↗ · PMID 33725486 ↗ · PMID 9259561 ↗ · PMID 26774286 ↗ · PMID 27437582 ↗ · PMID 31548606 ↗ |
| 細胞定位 | XRCC4 的 C 端相關形式位於細胞質；caspase-3（CASP3）切割後，XRCC4 會由細胞核轉移至細胞質。 | 含實驗來源 | 證據與來源Protein XRCC4, C-terminus; Cytoplasm; Translocates from the nucleus to the cytoplasm following cleavage by caspase-3 (CASP3) PMID 33725486 ↗ |
| 疾病關聯 | XRCC4 相關基因變異可造成身材矮小、小頭症與內分泌功能異常症（SSMED）。疾病可於出生時表現為身材矮小及小頭症，並伴隨出生後進行性生長不良；成人患者可有高促性腺激素性性腺功能低下、多結節性甲狀腺腫及糖尿病。部分患者另有進行性共濟失調、淋巴球減少或臨界性白血球減少。 | 含實驗來源 | 證據與來源Short stature, microcephaly, and endocrine dysfunction SSMED A disease characterized by short stature and microcephaly apparent at birth, progressive postnatal growth failure, and endocrine dysfunction. In affected adults endocrine features include hypergonadotropic hypogonadism, multinodular goiter, and diabetes mellitus. Variable features observed in some patients are progressive ataxia, and lymphopenia or borderline leukopenia. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 616541 PMID 24389050 ↗ · PMID 25728776 ↗ · PMID 25742519 ↗ · PMID 25839420 ↗ · PMID 25872942 ↗ · PMID 26255102 ↗ · PMID 32524007 ↗ |
核酸與蛋白質序列
ATTGGTTGCAAAACCTTGATCTGTGAAAGCGGGCGTTTTG40GAAGATACCGGAAGTAGAGTCACGGAGAGGTATTAAGAAA80TGGAGAGAAAAATAAGCAGAATCCACCTTGTTTCTGAACC120CAGTATAACTCATTTTCTACAAGTATCTTGGGAGAAAACA160CTGGAATCTGGTTTTGTTATTACACTTACTGATGGTCATT200CAGCATGGACTGGGACAGTTTCTGAATCAGAGATTTCCCA240AGAAGCTGATGACATGGCAATGGAAAAAGGGAAATATGTT280GGTGAACTGAGAAAAGCATTGTTGTCAGGAGCAGGACCAG320CTGATGTATACACGTTTAATTTTTCTAAAGAGTCTTGTTA360TTTCTTCTTTGAGAAAAACCTGAAAGATGTCTCATTCAGA400CTTGGTTCCTTCAACCTAGAGAAAGTTGAAAACCCAGCTG440AAGTCATTAGAGAACTTATTTGTTATTGCTTGGACACCAT480TGCAGAAAATCAAGCCAAAAATGAGCACCTGCAGAAAGAA520AATGAAAGGCTTCTGAGAGATTGGAATGATGTTCAAGGAC560GATTTGAAAAATGTGTGAGTGCTAAGGAAGCTTTGGAGAC600TGATCTTTATAAGCGGTTTATTCTGGTGTTGAATGAGAAG640AAAACAAAAATCAGAAGTTTGCATAATAAATTATTAAATG680CAGCTCAAGAACGAGAAAAGGACATCAAACAAGAAGGGGA720AACTGCAATCTGTTCTGAAATGACTGCTGACCGAGATCCA760GTCTATGATGAGAGTACTGATGAGGAAAGTGAAAACCAAA800CTGATCTCTCTGGGTTGGCTTCAGCTGCTGTAAGTAAAGA840TGATTCCATTATTTCAAGTCTTGATGTCACTGATATTGCA880CCAAGTAGAAAAAGGAGACAGCGAATGCAAAGAAATCTTG920GGACAGAACCTAAAATGGCTCCTCAGGAGAATCAGCTTCA960cDNA 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。