三磷酸腺苷结合盒亚家族A成员4（英语：ATP-binding cassette, sub-family A, member 4）化学式为：C11716H18211O3384N3055S99(C6H10O5)n，也称为ABCA4或ABCR，是一种在人类中由ABCA4基因编码的蛋白质。
ABCA4是ATP结合盒转运蛋白（ABC）基因亚家族A的成员，仅存在于多细胞真核生物中。ABCA4基因转录具有两个跨膜结构域（TMD）、两个糖基化细胞外结构域（ECD）和两个核苷酸结合结构域（NBD）的大型视网膜特异性蛋白。ABCA4蛋白几乎只在视网膜中表达，定位于视杆细胞的外段圆盘边缘。
结构
以前称为光感受器边缘蛋白RmP或ABCA4，最近提出的ABCA4结构由两个跨膜结构域（TMD）、两个大的糖基化胞外结构域（ECD）和两个内部核苷酸结合结构域（NBD）组成。一个TMD跨越膜，六个蛋白质单元连接在一起形成一个结构域。因TMD作为通道或配体结合控制器的特异性和多样性，所以其通常在基因组中不保守。然而，NBD在不同基因组中高度保守，这一观察结果与其结合和水解三磷酸腺苷一致。NBD与三磷酸腺苷分子结合，利用高能无机磷酸盐来改变ABC转运蛋白的构象。转录的ABCA4形成异二聚体：通道的两个二聚体隔室彼此不同。当TMD位于膜中时，它们形成桶状结构，可渗透视黄醇配体并控制通道进入其结合位点。一旦三磷酸腺苷在通道的NBD处水解，NBD就会聚集在一起以倾斜和修饰TMD以调节配体与通道的结合。最近提出的类视黄醇转移模型是由于外部和内部TMD配体结合位点的交替暴露而发生的，所有这些都由三磷酸腺苷的结合控制，是基于最近对细菌ABC转运蛋白的结构分析。
功能
ABCA4局限于杆和锥的外段盘边缘。ABCA4的表达比视紫红质少得多，大约为1:120。哺乳动物ABCA4与其他ABC的比较、ABCA4的细胞定位以及ABCA4基因敲除小鼠的分析表明ABCA4可能作为一种内向的类视黄醇翻转酶发挥作用。翻转酶是一种跨膜蛋白，可“翻转”其构象以跨膜运输物质。在ABCA4的情况下，翻转酶促进N-视黄基-磷脂酰乙醇胺（NR-PE）的转移，NR-PE是全反式视黄醛（ATR）与磷脂酰乙醇胺（PE）的共价加合物，作为带电物质被困在圆盘内，进入细胞质表面。一旦运输，ATR被还原为维生素A，然后转移到视网膜色素上皮，再循环成11-顺式视黄醛。这种ABCA4的交替访问-释放模型有四个步骤：(1)三磷酸腺苷与NBD的结合，将两个NBD结合在一起，并暴露位于TMD的外前庭高亲和力结合位点，(2)NR-PE/ATR在细胞外的结合通道一侧，(3)三磷酸腺苷水解促进门打开和NR-PE/ATR跨膜移动到TMD细胞内部分的低亲和力结合位点，以及(4)二磷酸腺苷和无机磷酸盐（Pi）释放结合的配体。然后通道准备好再次传输另一个NR-PE/ATR分子。
ABCA4-/-基因敲除小鼠已延迟暗适应，但相对于对照组而言，最终杆状细胞阈值正常。从这个实验中，可以得出结论ABCA4在清除ATR/NR-PE的积累方面具有重要作用，以防止在漂白剂恢复过程中在细胞外感光器表面形成A2E。
临床意义
已知ABCA4基因的突变会导致常染色体隐性遗传病斯特格氏黄斑营养不良（STGD），这是一种遗传性青少年黄斑变性病，会导致感光细胞逐渐丧失。STGD的特征是视力和色觉降低、中央（黄斑）视力丧失、暗适应延迟以及自体荧光RPE脂褐素积累。尽管该基因中的SNP与唇裂/腭裂有关，但没有功能或表达数据支持它作为致病基因，相反，它可能位于与ABCA4相邻的区域。全基因组关联、罕见编码序列变异、颅面特异性表达以及与 IRF6 的相互作用的组合支持相邻的ARHGAP29基因可能是在非综合征性唇裂和/或腭裂中发挥作用的致病基因。
参见
- ATP结合盒转运蛋白
参考资料
延申阅读
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外部链接
- [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=gene&part=rp-overview GeneReviews/NIH/NCBI/UW entry on Retinitis Pigmentosa Overview]
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