通过对CDKN1B变异的优先级分析，发现Y74N是一个具有高度破坏性的突变，并确定了与结构和转录紊乱相关的调控SNP（单核苷酸多态性）

《Scientific Reports》：CDKN1B variant prioritization reveals Y74N as a highly destabilizing mutation and identifies regulatory SNPs linked to structural and transcriptional disruption

　　

摘要

CDKN1B基因编码的肿瘤抑制蛋白p27^Kip1是G1-S细胞周期检查点的关键调节因子，其失调与人类恶性肿瘤的发生有关。然而，对该基因中编码区和非编码区变异的全面计算机模拟分析仍然有限。本研究通过功能预测、结构分析、分子对接、分子动力学模拟和调控机制研究，对CDKN1B中的有害编码区和非编码区单核苷酸多态性（SNPs）进行了综合性分析。从dbSNP、Ensembl和gnomAD数据库中检索到的689个非同义SNPs（nsSNPs）使用dbNSFP v4.5a以及Meta-SNP、PhD-SNPg、CScape、SuSPect和PolyPhen-2.0等九种算法进行了两层功能筛选。蛋白稳定性通过I-Mutant 2.0、MUPRO、I-Stable、DynaMut、Align-GVGD和INPS进行分析，而结构和功能效应则通过MutPred2.0和HOPE进行评估。利用AlphaFold2生成的三维模型经过GalaxyRefine精修后，使用HDOCK程序与cyclin E-CDK2复合物（PDB: 7KJS）进行了对接。选定的变异体及其预测的配体结合位点进一步进行了200纳秒的GROMACS分子动力学模拟。通过对456个非翻译区（UTR）和715个内含子SNPs的非编码区分析，使用了RegulomeDB、PolymiRTS、GTEx、GWAS Catalog和RNAfold等工具。两层筛选共识别出16个高置信度的有害变异体。基于对接特征和在预测相互作用界面内的位置，选取了四个代表性变异体（P69S、F64S、W60C和Y74N）进行分子动力学模拟。所有突变位点均位于螺旋核心区域（残基37–89），该区域对CDK2的结合至关重要。分子对接显示所有突变体与野生型相比都具有异常的结合几何结构，而分子动力学模拟结果表明Y74N是构象变化最显著的变异体（RMSD约为2.8–3.1纳米）。非编码区分析根据RegulomeDB注释和支持性的调控证据，突出了74个潜在的调控变异体。3′UTR区域的变异体rs34330与系统性红斑狼疮有关，并被预测会改变mRNA的二级结构；而内含子区域的变异体rs3093735在淋巴母细胞性组织中显示出与eQTL数据的关联，提示可能与CDKN1B表达降低相关。总体而言，这些发现表明，有害的CDKN1B编码区和非编码区变异可能影响蛋白质结构、分子相互作用和调控机制。在编码区变异体中，Y74N在分子动力学模拟中表现出最大的结构扰动；而几个非编码区变异体则显示出需要进一步实验验证的调控特征和疾病关联。