Human Transferrin

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  • 8/13/2019 Human Transferrin

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    P r o c . N a t l . A c a d . S c i . USAV o l . 8 1 , p p . 2 7 5 2 - 2 7 5 6 , May 1 9 8 4B i o c h e m i s t r y

    Human t r a n s f e r r i n : cDNA c h a r a c t e r i z a t i o n a n d c h r o m o s o m a ll o c a l i z a t i o n *( i r o n b i n d i n g p r o t e i n / i n t r a g e n i c d u p l i c a t i o n / c h r o m o s o m e m a p p i n g )

    FUNMEI Y A N G t , J . B . L U M t , JOHN R . M C G I L L t , CHARLEEN M. M O O R E t , SUSAN L . N A Y L O R t ,P E T E R H . VAN B R A G T t , W. DAVID B A L D W I N t , AND BARBARA H . BOWMANtt D i v i s i o n o f G e n e t i c s , T h e U n i v e r s i t y o f T e x a s H e a l t h S c i e n c e C e n t e r a t S a n A n t o n i o , 7 7 0 3 F l o y d C u r l D r i v e , S a n A n t o n i o , TX 7 8 2 8 4 ; a n d t D e p a r t m e n t o fHuman G e n e t i c s , R o s w e l l P a r k M e m o r i a l I n s t i t u t e , B u f f a l o , NY 1 4 2 6 3C o m m u n i c a t e d b y E l o i s e R . G i b l e t t , J a n u a r y 2 3 , 1 9 8 4ABSTRACT T r a n s f e r r i n ( T f ) i s t h e m a j o r i r o n b i n d i n gp r o t e i n i n v e r t e b r a t e s e r u m . I t s h a r e s h o m o l o g o u s a m i n o a c i ds e q u e n c e s w i t h f o u r o t h e r p r o t e i n s : l a c t o t r a n s f e r r i n , o v o t r a n s -f e r r i n , m e l a n o m a a n t i g e n p 9 7 , a n d H u B l y m - l . A n t i g e n p 9 7a n d t h e T f r e c e p t o r g e n e s h a v e b e e n m a p p e d o n human c h r o -m o s o m e 3 . T h e g o a l o f t h e s t u d y d e s c r i b e d h e r e w a s t o i n i t i a t et h e c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e T f g e n e b y i d e n t i f y i n g a n d c h a r a c -t e r i z i n g i t s cDNA a n d m a p p i n g i t s c h r o m o s o m a l l o c a t i o n .R e c o m b i n a n t p l a s m i d s c o n t a i n i n g h u m a n cDNA e n c o d i n g T fh a v e b e e n i s o l a t e d b y s c r e e n i n g a n a d u l t h u m a n l i v e r l i b r a r yw i t h a m i x e d o l i g o n u c l e o t i d e p r o b e . W i t h i n t h e 2 . 3 k i l o b a s ep a i r s o f T f c D N A a n a l y z e d , t h e r e i s a p r o b a b l e l e a d e r s e q u e n c ee n c o d e d b y 5 7 n u c l e o t i d e s f o l l o w e d b y 2 0 3 7 n u c l e o t i d e s t h a te n c o d e t h e h o m o l o g o u s a m i n o a n d c a r b o x y l d o m a i n s . D u r i n ge v o l u t i o n , t h r e e a r e a s o f t h e h o m o l o g o u s a m i n o a n d c a r b o x y ld o m a i n s h a v e b e e n s t r o n g l y c o n s e r v e d , p o s s i b l y r e f l e c t i n gf u n c t i o n a l c o n s t r a i n t s a s s o c i a t e d w i t h i r o n b i n d i n g . C h r o m o -s o m a l m a p p i n g b y i n s i t u h y b r i d i z a t i o n a n d s o m a t i c c e l l h y b r i da n a l y s i s i n d i c a t e t h a t t h e T f g e n e i s l o c a t e d a t q 2 1 - 2 5 o n humanc h r o m o s o m e 3 , c o n s i s t e n t w i t h l i n k a g e o f t h e T f , T f r e c e p t o r ,a n d m e l a n o m a p 9 7 l o c i .T r a n s f e r r i n ( T f ) c a r r i e s f e r r i c i r o n f r o m t h e i n t e s t i n e , r e t i c u -l o e n d o t h e l i a l s y s t e m , a n d l i v e r p a r e n c h y m a l c e l l s t o a l l p r o -l i f e r a t i n g c e l l s i n t h e b o d y . T h e f a m i l y o f T f - l i k e p r o t e i n s r e p -r e s e n t s t h e p r o d u c t o f a n i n t r a g e n i c d u p l i c a t i o n f o l l o w e d b ya s e r i e s o f i n d e p e n d e n t g e n e d u p l i c a t i o n s ( 1 - 4 ) . S e r u m T f( 1 ) , h e n o v o t r a n s f e r r i n ( 2 , 3 ) , l a c t o t r a n s f e r r i n ( 4 ) , m e l a n o m aa n t i g e n p 9 7 ( 5 ) , a n d a t r a n s f o r m i n g p r o t e i n f r o m c h i c k e nl y m p h o m a C h B l y m - 1 ( 6 ) s h a r e s t r o n g a m i n o a c i d s e q u e n c eh o m o l o g i e s . A t r a n s f o r m i n g p r o t e i n f r o m B u r k i t t l y m p h o -m a s r e c e n t l y d e s c r i b e d ( 7 ) may a l s o b e l o n g t o t h e T f f a m i l y .T h e r e i s a l s o s i g n i f i c a n t i n t e r n a l h o m o l o g y i n t h e a m i n o - t e r -m i n a l ( N H 2 ) a n d c a r b o x y l - t e r m i n a l ( C O O H ) d o m a i n s o f T f ,l a c t o t r a n s f e r r i n , a n d o v o t r a n s f e r r i n ( 1 - 4 ) . F o r e x a m p l e , t h eNH 2 a n d C O O H d o m a i n s o f h u m a n T f r e v e a l 4 0 % i d e n t i t yw h e n t h e NH 2 d o m a i n ( r e s i d u e s 1 - 3 3 6 ) a n d t h e C O O H d o -m a i n ( r e s i d u e s 3 3 7 - 6 7 8 ) a r e c o m p a r e d ( 1 ) . I n t h e s t u d y d e -s c r i b e d h e r e t h e cDNA e n c o d i n g human T f i s c h a r a c t e r i z e da n d t h e T f g e n e i s m a p p e d t o c h r o m o s o m e 3 a s t h e i n i t i a t o r ys t u d y t o w a r d a n a l y z i n g t h e e x p r e s s i o n o f t h e g e n e s c o n t r o l -l i n g t h i s f a m i l y o f p r o t e i n s .MATERIALS A ND M E T H O D S

    S y n t h e s i s o f O l i g o n u c l e o t i d e s o f M i x e d S e q u e n c e . T h e s e -q u e n c e o f a m i n o a c i d r e s i d u e s 3 0 9 - 3 1 4 ( M e t - A s n - A l a - L y s -M e t - T y r ) f r o m t h e NH2 t e r m i n u s o f h u m a n T f ( 1 ) was c h o s e nf o r c o n s t r u c t i o n o f a 1 7 - m e r o l i g o n u c l e o t i d e p r o b e . T h ep r o b e wa s s y n t h e s i z e d b y t h e s o l i d - p h a s e p h o s p h i t e t r i e s t e r

    m e t h o d ( 8 ) b y B i o L o g i c a l s ( O t t a w a , C a n a d a ) . S i x t e e n m i x e do l i g o n u c l e o t i d e s w e r e s y n t h e s i z e d a s s h o w n :A A T3 T A C - T T G - C G G - T T C - T A C - A T 5 'TC

    P u r i f i e d o l i g o n u c l e o t i d e s w e r e l a b e l e d a t t h e 5 ' e n d w i t h [ y -3 2 P ] A T P a n d p o l y n u c l e o t i d e k i n a s e ( 9 ) t o s c r e e n t h e cDNAl i b r a r y .S c r e e n i n g o f cDNA C l o n e s . T h e cDNA l i b r a r y , k i n d l y p r o -v i d e d b y S t u a r t H . O r k i n ( H a r v a r d M e d i c a l S c h o o l , B o s t o n )w a s c o n s t r u c t e d f r o m h u m a n l i v e r RNA a s d e s c r i b e d ( 1 0 ) .T h e cDNA l i b r a r y w a s i n c u b a t e d o v e r n i g h t o n L a g a r p l a t e sc o n t a i n i n g 1 0 j i g o f t e t r a c y c l i n e p e r m l a n d w a s t r a n s f e r r e dt o n i t r o c e l l u l o s e f i l t e r s . T h e p l a s m i d s w e r e a m p l i f i e d w i t h2 5 0 , t g o f c h l o r a m p h e n i c o l p e r m l a n d t h e f i l t e r s w e r e p r e -p a r e d f o r h y b r i d i z a t i o n a s d e s c r i b e d b y G r u n s t e i n a n d H o g -n e s s ( 1 1 ) . T h e f i l t e r s w e r e h y b r i d i z e d a t 3 7 C w i t h 3 2 P - l a -b e l e d o l i g o n u c l e o t i d e m i x e d p r o b e s a s d e s c r i b e d b y W a l l a c e ,e t a l . ( 1 2 ) . T h e h y b r i d i z a t i o n m i x t u r e c o n t a i n e d 0 . 9 M N a C l ,0 . 0 9 M T r i s H C l ( p H 7 . 5 ) , 0 . 0 0 6 M EDTA, 0 . 5 % N a D o d S O 4 ,D e n h a r d t ' s ( 1 3 ) s o l u t i o n ( 5 x s t r e n g t h ) , 1 0 0 , u g o f d e n a t u r e dE s c h e r i c h i a c o l i DNA p e r m l , a n d 6 . 4 n g o f 5 e n d - l a b e l e do l i g o n u c l e o t i d e m i x e d p r o b e s p e r m l h a v i n g a s p e c i f i c a c t i v i -t y o f - 7 x 1 0 8 c p m / , u g .P r e p a r a t i o n o f P l a s m i d DNA. B a c t e r i a l c l o n e s w e r e g r o w ni n M9 m e d i u m ( 1 4 ) s u p p l e m e n t e d w i t h 0 . 2 % C a s a m i n o a c i d s( D i f c o ) , 0 . 5 g l u c o s e , 0 . 0 1 M M g S O 4 , a n d 5 j i g o f t e t r a c y -c l i n e p e r m l . When t h e o p t i c a l d e n s i t y o f t h e c u l t u r e r e a c h e d0 . 8 O D 6 0 0 , 1 0 0 , u g o f c h l o r a m p h e n i c o l p e r m l w a s a d d e d a n dt h e c u l t u r e w a s i n c u b a t e d o v e r n i g h t . P l a s m i d DNA w a s i s o -l a t e d a s d e s c r i b e d ( 1 5 ) a n d p u r i f i e d o n t w o c o n s e c u t i v e e t h i -d i u m b r o m i d e / C s C l g r a d i e n t s .R e s t r i c t i o n E n d o n u c l e a s e M a p p i n g a n d DNA S e q u e n c e D e -t e r m i n a t i o n . R e s t r i c t i o n e n d o n u c l e a s e f r a g m e n t s w e r e f i r s tl a b e l e d e i t h e r a t t h e 5 ' e n d w i t h [ y - 3 2 P ] A T P b y u s i n g T 4 p o l y -n u c l e o t i d e k i n a s e ( 9 ) , a t t h e 3 ' e n d w i t h [ a - 3 2 P ] d N P T s b yu s i n g t h e K l e n o w f r a g m e n t o f E . c o l i p o l y m e r a s e I , o r a t t h e3 ' e n d w i t h c o r d y c e p i n [ a - 3 2 P ] t r i p h o s p h a t e b y u s i n g t e r m i n a ld e o x y n u c l e o t i d e t r a n s f e r a s e ( 1 6 ) . T h e l a b e l e d DNA f r a g -

    m e n t s w e r e t h e n c l e a v e d w i t h a s e c o n d e n d o n u c l e a s e , a n dt h e u n i q u e l y l a b e l e d f r a g m e n t s were s e p a r a t e d b y p o l y a c r y l -a m i d e o r a g a r o s e g e l e l e c t r o p h o r e s i s . L a b e l e d DNAs werer e c o v e r e d b y e l e c t r o e l u t i o n a n d s u b j e c t e d t o s e q u e n c e a n a l -y s i s b y t h e m e t h o d o f Ma x am a n d G i l b e r t ( 1 7 ) . H o m o l o g y o fn u c l e o t i d e s e q u e n c e s i n t h e NH2 a n d C O O H d o m a i n s wase v a l u a t e d b y c a l c u l a t i o n o f a n a c c i d e n t p r o b a b i l i t y , P a ,t h e p r o b a b i l i t y t h a t a h o m o l o g y e q u a l t o o r g r e a t e r t h a n t h a tb e i n g c o n s i d e r e d m i g h t a r i s e a c c i d e n t a l l y ( 1 8 ) . A h o m o l o g yA b b r e v i a t i o n s : T f , t r a n s f e r r i n ; b p , b a s e p a i r ( s ) .*A p r e l i m i n a r y r e p o r t o f t h i s r e s e a r c h h a s been p r e s e n t e d ( 3 5 ) .

    2 7 5 2

    T h e p u b l i c a t i o n c o s t s o f t h i s a r t i c l e were d e f r a y e d i n p a r t b y p a g e c h a r g ep a y m e n t . T h i s a r t i c l e m u s t t h e r e f o r e b e h e r e b y m a r k e d a d v e r t i s e m e n ti n a c c o r d a n c e w i t h 1 8 U . S . C . 1 7 3 4 s o l e l y t o i n d i c a t e t h i s f a c t .

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    B i o c h e m i s t r y : Y a n g e t a L . P r o c . N a t L . A c a d . S c i . USA 8 1 ( 1 9 8 4 ) 2 7 5 3L - e a d e r S e q u e n c e N - D o m a i n C - D o m a i n U n t r a n s l a t e d R e g i o n

    - P o l y A T a i lA m i n o A c i d 3 3 6 A m i n o A c i d s 4 4 343 A m i n o A c i d sR e s i d u e - 1 9 3 3 6 3 3 7 6 7 9

    T - - d G ~ d C t a i l T d G d C t a i l

    t o o b pF I G . 1 . S t r u c t u r e o f h u m a n T f cDNA a n d s t r a t e g y f o r d e t e r m i n i n g t h e n u c l e o t i d e s e q u e n c e o f T f cDNA. A r r o w s i n d i c a t e d i r e c t i o n a n de x t e n t o f s e q u e n c e a n a l y s i s ; s o l i d d o t s i n d i c a t e l a b e l i n g s i t e s . O n l y t h e p o s i t i o n s o f r e l e v a n t r e s t r i c t i o n s i t e s a r e i n d i c a t e d .

    T C T C CT C CC T C C T C A G CC C G C A C C C C C A A C A TC A C C C TC C C C C TC C C A C C C C T C C T C C TC T CC C C C C T C CT C C C C C T C TC T C T C C C T . G T C C C T CA T M A A A CT C T C A CA T C C T C T C C A- 1 9 - 1 0 1 1 0M E T A R C L E U A LA V A L G L Y AL A L EU L EU V A L C Y S A LA V A L L E O G L Y L E U C Y S L E U A L A V A L P R O A S P L Y S T H R V A L A R C T R P C Y S A L A

    C T C TC C C A C C A T C A C C C C A C T MC G T CC C AC A CT T TC C C C C A C C A T A TC A MA A CC C T C A T T C C A T C C C AT C CT C C C A C T C T T C C T T CT C TC M C G A M A C CC T C C T A C C T T C A T T C C A T C A C C2 0 3 0 4 0 5 0V A L S ER G L U H I S G L U A L A T H E L Y S C Y S G I N S HE P H E A R C A S P H I S M E T L YS S EE V A L I L E P R O S E E A S P G L Y P R O S E I 9 VA L A L A C YS V A L L Y S L YS A LA S H E T Y R LE O A S P C YS I L E A R CC C C A T T C C C C C A M A C C A A C C C C A T C C T C T C A C A C TC C A T C C A C C T TT C C T C T A T C AT C CT T A C TT C C C T C C C MA T M A C CT C MA C C C T C TC C T C C C A C A C T T C T A T CC C T C A A A A C A C C A T6 0 7 0 8 0 9 0A L A I L E A LA A LA A S N G L U A L A A S P A LA V A L T H E L E O A S P A L A C LY L EO V A L T Y R A S P A L A T Y R L E O A LA P R O A S N A S H L E O L Y S P R O V A L V A L A L A G L U - P H E T Y R G L Y S E R L Y S G L U A S PC C A C A C A CT T T C T A T T A T C C T C T T C C T C T C C TC A A C AG CA T A C T C C C T T C C A C A T C M A C C A C CT T C G A C C C M C G A A TC C T C C C A C A C C CC T C T A C C C A CC T C C CC T C C C TC C M A C A T C1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0P R O G L H T H E P H E T YR T Y E A L A V A L A LA V A L V A L L Y S L Y S A S P S E R G L Y P HE G IN HE T A S H G U I L E O A R C G L Y L Y S L Y S S EP C Y S H I S T H E C L Y LE O G L Y A R C S E R A L A G L Y T E P A S H I L EC C C A T A C C C T T A C T T T A C T C T C AC T T A C CT C A C C C A C G T M AA C C T C T T C A C M A A C C A C T C C C C M A T T T C T T C T C C C C C A C C TC T C C C C C T TC T C C C C A T C C C A C C C A C T TC C CC CA C CT C1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0P R O I L E C L Y L E O L E U T Y E C Y S A S P L E O P R O G U I P R O A R C L Y S P R O L E O C L U L Y S A LA V A L A LA A S H P H E P H E S H E G L Y S E R C Y S A L A P R O C Y S A LA A S P G LY T H E A S P P H E P R O G L H L E OT C T CM A CT C TC T C C A C C C T C T C C C T C C T C C A CC C T T M A C C M A T A C T T C C C C T A C T C C C CA C CC T T C M C G T CT C TC M CG C A T C C T C C T C C C C A T C T C C C C TT T C T C M A C C A C T C C , A CT A TA1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0C Y S G L H L E O C Y S P R O C LY C Y S G LY C YS S E R T H E LE O A S H C L U T Y R P H E G L Y T Y E S ER G L Y A L A P H E L Y S C Y S L E O L Y S A S P C LY A L A G L Y A S P V A L A L A P H E V A L L Y S H I S S H E T H E I L ET T T C A C M A C TT C C C A MA C M C G C C T C A C A C C C A C C A C TA T C AC C T C C T T T C C C T A C A C M A C A C C C C C M C G C C C C TA C A T C A A T A C M C G C A C T C C C A C T T C G C C C C A C C T C C C T TC T C AT A CC2 2 0 2 3 0 2 4 0 2 5 0P H G LO A S H L E O AL A A S H L Y S A LA A S P A R C A S P G I N T Y E G L U L E O LE O C Y S L E U A SP A SH T H E A R C L Y S P R O V A L A S P C LU T Y R L Y S A S P C Y S H I S L E O A L A G U I N V A L P R O S H E H IS T H EC T C C T C C C C C G A . A C T A T C C C C C CC MA C C A C C A C T T C A TC T C C C A C C TT C T C MA C CA C C C C C A C C M A C AT T T T C C C M A A C A C M A A TC A M A A C M A T TC C MA C T A T T C A C C T C T C C T C A T C C C

    2 6 0 2 7 0 2 8 0 . 2 9 0V A L V A L A L A A R C S H E H E ? CL Y G LY L Y S G L U A S P L E O I L E T R P G L U L E O L E O A S H G UI AL A G I N G L U H I S P H E C LY L Y S A S P L Y S S E R L Y S G LU P R E G UI L E O P H E S E R S E R P R O H IS C LYMA C CA C CT C C TC TT T M C G C A C T C T C C C C A C C C C TT T T T A MA A C T C C CC C CA A CC A TC C A T C C C MC G A T C T A C C T C C C C T A T C A C TA T C T C A C T C C C A TC C C C MA T C T A C C C C A A C C C A CA3 0 0 3 1 0 3 2 0 3 3 0L Y S A S P L E O L E O P H E IY S A S P S E R A L A H I S CL Y PH I L E U L Y S V A L P R O P R O A R C M E T A S P A L A L Y S H E ? T Y E L E O C L Y T Y R C L U T Y R V A L T H E A L A I L E A R C A S H L E O A R C G L U G L Y T H ET C C C C A C M A CC C C C A A C A C A T C MA T C C MC G C C T CT C M C G TC C TC T C C C CT C A CC C A C C A C C A C A CC C T C MA C TC T C A T C A C T C C A CT C TT M A C A C T C T A C C C A M A A T A C A C TC T C T A T C A3 4 0 3 5 0 3 6 0 3 7 0C Y S P R O G U I A L A P R O T H E A S P G L U C YS L Y S P R O V A L L Y S T R P C YS A LA L E O S H E H I S H I S G L U A R C L E O L Y S C Y S A S P C L U T R P S E R V A L A S H S H E V A L G L Y L Y S I L E G LU C Y S V A L S E RC C A C A C A C C A C C C M A C A C T CC A T C CC C M CG A T C A T C M A T C C A C M A C C T C AT C C C A T C A C C TT C C AT G CA C C C TT T C T C T A C A T A C C C C CC M CG T CT C C T C T C C T C C CT C T C TT C C C A C M A3 8 0 3 9 0 4 0 0 4 1 0AL A G U I T H E T H E C L U A S P C Y S I L E A L A L Y S I L E M E T A S H G L Y G LU A LA A S P AL A ME ? S E R LE O A S P G L Y C L Y P H E V A L T Y E I L E A L A C L Y L Y S C Y S G LY LE O V A L P R O V A L LE O A L A G UIA A C T A C M A T M C G A CC C A T M A T T CT C AC C A T A C A C C A C A C C C A C C C T A T T T T CC T CT A C C A CT C CT C M C M A A TC A CC T TC T CA C C TC A CC TC C C A C M A T CT C M A A C C C MC G MC T C C TC C4 2 0 4 3 0 4 4 0 4 5 0A S H TY E A S H L Y S S H E A S P A S H C Y S G L U A S P T H E P R O G UI A L A G L Y T Y E P H E AL A V A L AL A V A L V A L L Y S L Y S S H E A L A S E R A S P L E O T H E T S P A S P A S H L E O L Y S C L Y L Y S LY S S E E C Y SC A T A C C CC A C TT C CC A C A A C C C C T C CC T C C M A C A T C C C C A TC CC C C T C C T C T A C M A T M C G A T C M A C C A C T CC A C A TT T C A T C M A TT T T T C A CT C M A CC T T C T C C C C C T C C C TC T M C G A MA4 6 0 4 7 0 4 8 0 4 9 0H I S T H E A L A V A L C L Y A R C T H E A L A G L Y T S P A S H I LE P R O ME ? CL Y LE O L E U T YR A S H L Y S I L E A S H H I S C Y S A R C P H E A S P C L U P H E P HE S H E C L U G L Y C YS A LA P R O C L Y S H E I Y S L Y SC A C T C C A CT C T C T CT M C G C T C T C T A TC CC C T C A C CC C T A M A C C T C T CT C M A C C C M A C M C M A A C AC C C A T A C TA C C CC TA C A C A C CC C CT T T C A C C T C T C T C CT T C A C M C G C CA C AT C T C5 0 0 5 1 0 5 2 0 5 3 0AS P S E E S EE L E O C Y S L Y S LE O C Y S ME ? C L Y S H E CL Y L E O ] A S H L E O C Y S C L U P R O A S H A S N L Y S C LV C L Y T Y R T Y R C L Y T Y E T H E G LY A L A P H E A R C C Y S L E U V A L C L V L Y S C L Y A S P V A LC C C TT T G T C M A A C A C C A C A C T CT C C C A C A C M A C A C T C C C C CA M A A A A C C C T C A T C C A T C C C C T M C G MT C T C M A T CM M A A C A C T A T C A C T T C C T C T C C C T T C A T C CT A C C A C C M A A C C T5 4 0 5 5 0 5 6 0 5 7 0A L A P HE V A L LY S H I S G UI T H E V A L P R O G U I N A SH T H E G L Y C L Y LY S A S H P R O A S P P R O TR P A L A L Y S A S H L E O A S H C L U L Y S A S P T Y R C L U L E O L E O C Y S L E U I AS P G L Y T H E A R C L Y S P R OC T C C A C C A C T A T C C C M A C T C C C A C CT C C C C A CA C C C C C C M A T C A C G C T C TC C T C A C A C C C M A A C A T M C G CM C C T T C C C T C C A C M C G A TA T T A C G T C M A C A C C A C C A C C T A T T T C C A A C C5 8 0 5 9 0 6 0 0 6 1 0V A L ~ CL V C L V T Y E A L A A S H C Y S H I S L E O A L A A R C A L A P R O A S H H IS A LA V A L VA L T H E A R C L Y S A S P L Y S C L U A LA C Y S V A L H I S L Y S I L E L E O A R C G U I G L N G U I H I S L E O P HE G LY S H EM A C CT A A C T C A C T C C T CC C C C M A C T T T T C T T T C TT C C CC T C C C M A A C C M A C C A C C T T C T C T T C A C A C A T C A C A CA C T A T C T T T C C C C A M A C T T C AT C A C A C A M A C A C A T A T CM M A A T A C6 2 0 6 3 0 6 4 0 6 5 0A S H V A L T H E A S P C Y S S E E C LY A S H P H E C Y S LE O P H E A R C S E E C L V T H E L Y S A S P L E O L E O P H E A R C A S P A S P T H E V A L C Y S L E O A L A L Y S L E O H I S A S P A R C A S H T H E T Y R l G L U L Y S T E ET T A G G A C M A C M T A T CT C M C G C CT C TT C CT M A C C T C A C A M A A I C C T C C A CC T C A T C A C TC C T C G A A C C C T C C A C T TT C C C T A C A C C T T M A A A T C TC A C A C C T A C C C C T C C C A C C M C G C T C6 6 0 6 7 0 6 7 9L E O C L Y G L U C L U T Y R V A L LY S A LA V A L C L Y A S H L E O A R C LY S CY S S H E R T H E S H E R S E E L E O i r E U C L V 1 A L A ~ j v E T H E m P O E r A R C a R P R - tA A C A T C C C A A C C C A G A T C A T C C A T G A G T T T G C C C T C G T T T C A C T C C C C C M C T C C T T T C T C C T M C C A C C T C T G T C T T C A C A C C T C T C T C T T C C C A T C T C T C C T C MC M A M A T M M AT T A T T A T T C A T T T T A T A T T T C P o J y A ( 2 9 )F I G . 2 . C o m p l e t e n u c l e o t i d e s e q u e n c e o f t h e cDNA a n d d e d u c e d a m i n o a c i d s e q u e n c e o f h u m a n T f . T h e a m i n o a c i d s e q u e n c e c o r r e s p o n d -i n g t o t h e e n t i r e h u m a n T f i s n u m b e r e d a c c o r d i n g t o t h e s y s t e m d e s c r i b e d i n r e f . 1 . T h e s e q u e n c e t h a t c o r r e s p o n d s t o t h e s i g n a l p e p t i d e a p p e a r sb e f o r e t h e N H 2 - t e r m i n a l v a l i n e i n r e s i d u e 1 .

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    3/5

    P r o c . N a t L . A c a d . S c i . U S A 8 1 ( J 9 8 4 )T a b l e 1 . H o m o l o g y s u m m a r y

    L o c a t i o n DNA A m i n o a c i dH o m o l o g y b l o c k ( a m i n o a c i d r e s i d u e ) h o m o l o g y ( % ) P a ( 0 . 2 5 ) h o m o l o g y ( % )A 9 1 - 1 3 6 v s . 4 2 2 - 4 6 8 9 9 / 1 3 8 ( 7 2 ) 3 . 0 x 1 0 - 1 9 3 0 / 4 6 ( 6 5 )B 1 8 4 - 2 1 7 v s . 5 1 3 - 5 4 5 6 5 / 1 0 2 ( 6 4 ) 4 . 4 x 1 0 - 1 1 1 9 / 3 4 ( 5 9 )C 2 2 0 - 2 5 4 v s . 5 5 6 - 5 9 0 6 5 / 1 0 5 ( 6 2 ) 1 . 4 x 1 0 - 1 0 2 3 3 5 ( 6 6 )

    P a ( 0 . 2 5 ) i s t h e a c c i d e n t p r o b a b i l i t y c a l c u l a t e d f o r r a n d o m - m a t c h p r o b a b i l i t y , P , o f 0 . 2 5 . A h o m o l o g yo v e r 1 00 n u c l e o t i d e s w i t h a P a o f

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    P r o c . N a t l . A c a d . S c i . U S A 8 1 ( 1 9 8 4 )t h e T f cDNA p r o b e w a s d e t e r m i n e d f o r 1 9 c h a r ac t e r i z e d h y -b r i d s ( T a b l e 2 ) . T h e T f g e n e s e g r e g a t e d w i t h t h e c h r o m o -s o m e 3 m a r k e r s , a m i n o a c y i a s e - 1 , DNA s e g m e n t D 3 S 1 , DNAs e g m e n t D 3 S 2 , t h e s o m a t o s t a t i n g e n e , a n d a k a r y o t y p i c a l l yn o r m a l c h r o m o s o m e 3 . F u r t h e r m o r e , o n e h y b r i d r e t a i n i n g ar e g i o n o f c h r o m o s o m e 3 a s a t r a n s l o c a t i o n , X T R - 2 2 , l o c a l -i z e d t h e T f l o c u s t o a r e g i o n b e t w e e n 3 q 2 1 -> q t e r . F o r a l lo t h e r c h r o m o s o m e s t h e r e w e r e s e v e r a l d i s c o r d a n t c l o n e s .I n s i t u h y b r i d i z a t i o n o f T f cDNA w i t h human c h r o m o -s o m a l s p r e a d s y i e l d e d a h i g h p e r c e n t a g e o f h y b r i d i z a t i o n s i g -n a l s o n p r o m e t a p h a s e a n d m e t a p h a s e m i t o s e s . F i g . 3 a i s ah i s t o g r a m p r e s e n t i n g d a t a f r o m a n a l y s i s o f 6 0 c h r o m o s o m a ls p r e a d s . F i f t y - e i g h t p e r c e n t o f c e l l s p r e a d s h a d l a b e l i n g o nc h r o m o s o m e 3 w i t h t h e p e a k b a n d o f g r a i n d i s t r i b u t i o n a s -s i g n e d a s t h e g e n e l o c u s . F i g . 3 b i s a p h o t o g r a p h o f a r e p r e -s e n t a t i v e m e t a p h a s e c h r o m o s o m a l s p r e a d . T h e l o c a l i z a t i o no f t h e T f g e n e i s e s t i m a t e d t o b e 3 q 2 1 - 2 5 ; 74 o f a l l g r a i n s o nc h r o m o s o m e 3 w e r e l o c a l i z e d t o t h i s r e g i o n . E a r l i e r w o r k o fN a y l o r , e t a l . ( 2 9 ) p r e d i c t e d t h a t i n m i c e T f m a p p e d t o c h r o -m o s o m e 9 , a h o m o l o g u e o f h u m a n c h r o m o s o m e 3 . T h e g e n e se n c o d i n g t h e T f r e c e p t o r a n d m e l a n o m a a n t i g e n p 9 7 h a v ea l s o b e e n a s s i g n e d t o c h r o m o s o m e 3 ( 3 0 - 3 2 ) , a n d t h e T f r e -c e p t o r g e n e h a s b e e n l o c a l i z e d t o t h e 3 q 2 2 - + t e r r e g i o n ( 3 3 ) .A h e r e t o f o r e u n m a p p e d l i n k a g e g r o u p ( 3 4 ) c o n s i s t i n g o f c e -r u l o p l a s m i n , p s e u d o c h o l i n e s t e r a s e - 1 , a 2 H s - g l y c o p r o t e i n( a n d T f ) c a n now b e m a p p e d t o c h r o m o s o m e 3 .I n s u m m a r y , T f cDNA h a s b e e n i d e n t i f i e d a n d c h a r a c t e r -i z e d f r o m a human l i v e r cDNA l i b r a r y . I t e n c o d e s a 1 9 - r e s i -d u e l e a d e r s e q u e n c e f o l l o w e d b y t h e h o m o l o g o u s NH2 a n dC O O H d o m a i n s . A l t h o u g h t h e NH2 a n d C O O H d o m a i n sh a v e d i v e r g e d d u r i n g e v o l u t i o n , t h r e e r e g i o n s d e m o n s t r a t e ah i g h p e r c e n t a g e o f n u c l e o t i d e i d e n t i t y , p o s s i b l y r e f l e c t i n gc o n s t r a i n t s o n r e g i o n s e n c o d i n g r e s i d u e s i m p o r t a n t i n i r o nb i n d i n g . T h e cDNA e n c o d i n g T f h a s b e e n u t i l i z e d f o r c h r o -m o s o m a l m a p p i n g b y i n s i t u h y b r i d i z a t i o n o n human m i t o t i cc h r o m o s o m e s p r e a d s a n d s o m a t i c c e l l h y b r i d a n a l y s i s . R e -s u l t s i n d i c a t e t h a t T f m a p s t o t h e l o n g a r m o f human c h r o m o -s o m e 3 , w i t h i n t h e r e g i o n 3 q 2 1 - 2 5 .W e t h a n k D r . S . H . O r k i n ( H a r v a r d M e d i c a l S c h o o l , B o s t o n ) f o rt h e h u m a n l i v e r cDNA l i b r a r y , D r . M a r y H a r p e r ( N a t i o n a l I n s t i t u t e so f H e a l t h , B e t h e s d a ) f o r h e l p f u l s u g g e s t i o n s a n d a i d i n c h r o m o s o m a lm a p p i n g , D r . C h i n L i n f o r c o m p u t e r a n a l y s i s o f h o m o l o g y , J u d i t hB e r g e r o n f o r t e c h n i c a l h e l p , a n d M r s . B e t t y R u s s e l l f o r p r e p a r a t i o no f t h e m a n u s c r i p t . T h i s w o r k was s u p p o r t e d i n p a r t b y G r a n t sH D 1 6 5 8 4 a n d G M 3 3 2 9 8 f r o m t h e N a t i o n a l I n s t i t u t e s o f H e a l t h , a nI n s t i t u t i o n a l G r a n t f r o m t h e A m e r i c a n C a n c e r S o c i e t y , a G r a n t - i n -A i d f r o m t h e A m e r i c a n H e a r t A s s o c i a t i o n w i t h f u n d s c o n t r i b u t e d i np a r t b y T e x a s A f f i l i a t e , a n d G r a n t 1 - 6 9 2 f r o m t h e N a t i o n a l F o u n d a -t i o n M a t c h o f D i m e s .

    1 . M a c G i l l i v r a y , R . T . A . , M e n d e s , E . , S h e w a l e , J . G . , S i n h a ,S . K . , L i n e b a c k - Z i n s , J . B r e w , K . ( 1 9 8 3 ) J . B i o l . C h e m . 2 5 8 ,3 5 4 3 - 3 5 5 3 .2 . J e l t s c h , J . M . C h a m b o n , P . ( 1 9 8 2 ) E u r . J . B i o c h e m . 1 2 2 ,2 9 1 - 2 9 5 .3 . W i l l i a m s , J . , E l l e m a n , T . C . , K i n g s t o n , I . B . , W i l k i n s , A . G . K u h n , K . A . ( 1 9 8 2 ) E u r . J . B i o c h e m . 1 2 2 , 2 9 7 - 3 0 3 .4 . M e t z - B o u t i g u e , M. H . , M a z u r i e r , J . , J o l l e s , J . , S p i k , G . , M o n -t r e u i l , J . J o l l e s , P . ( 1 9 8 1 ) B i o c h i m . B i o p h y s . A c t a 6 7 0 , 2 4 3 -2 5 4 .5 . B r o w n , J . P . , H e w i c k , R . M . , H e l l s t r o m , I . , H e l l s t r o m , K . E . ,

    D o o l i t t l e , R . F . D r e y e r , W. J . ( 1 9 8 2 ) N a t u r e ( L o n d o n ) 2 9 6 ,1 7 1 - 1 7 3 .6 . G o u b i n , G . , G o l d m a n , D . S . , L u c e , J . , N e i m a n , P . E . C o o -p e r , G . M . ( 1 9 8 3 ) N a t u r e ( L o n d o n ) 3 0 2 , 1 1 4 - 1 1 9 .7 . D i a m o n d , A . , C o o p e r , G . M . , R i t z , J . L a n e , M . A . ( 1 9 8 3 )N a t u r e ( L o n d o n ) 3 0 5 , 1 1 2 - 1 1 6 .8 . A l v a r a d o - U r b i n a , G . , S a t h e , G . M . , L i u , W . - C . , G i l l e n , M . F . ,D u c k , P . D . , B e n d e r , R . O g i l v i e , K . K . ( 1 9 8 1 ) S c i e n c e 2 1 4 ,2 7 0 - 2 7 4 .9 . M a n i a t i s , T . , F r i t s c h , E . F . S a m b r o o k , J . ( 1 9 8 2 ) M o l e c u l a rC l o n i n g , A L a b o r a t o r y M a n u a l ( C o l d S p r i n g H a r b o r L a b o r a -t o r y , C o l d S p r i n g H a r b o r , N Y ) , p p . 1 2 2 - 1 2 7 .1 0 . P r o c h o w n i k , E . V . , M a r k h a m , A . F . O r k i n , S . H . ( 1 9 8 3 ) J .B i o l . C h e m . 2 5 8 , 8 3 8 9 - 8 3 9 4 .1 1 . G r u n s t e i n , M . H o g n e s s , D . S . ( 1 9 7 5 ) P r o c . N a t l . A c a d . S c i .USA 7 2 , 3 9 6 1 - 3 9 6 5 .1 2 . W a l l a c e , R . 1 a . , J o h n s o n , M . J . , H i r o s e , T . , M i y a k e , T . ,K a w a s h i m a , E . H . I t a k u r a , K . ( 1 9 8 1 ) N u c le i c A c i d s R e s . 9 ,8 7 9 - 8 9 4 .1 3 . D e n h a r d t , D . T . ( 1 9 6 6 ) B i o c h e m . B i o p h y s . R e s . Commun. 2 3 ,6 4 1 - 6 4 6 .1 4 . C l e w e l l , D . B . H e l i n s k i , D . R . ( 1 9 7 2 ) J . B a c t e r i o l . 1 1 0 ,1 1 3 5 - 1 1 4 6 .1 5 . B l a i r , D . G . , S h e r r a t t , D . J . , C l e w e l l , D . B . H e l i n s k i , D . R .( 1 9 7 2 ) P r o c . N a t l . A c a d . S c i . USA 6 9 , 2 5 1 8 - 2 5 2 2 .1 6 . T u , C . P . D . C o h e n , S . H . ( 1 9 8 0 ) G e n e 1 0 , 1 7 7 - 1 8 3 .1 7 . M a x a m , A . M . G i l b e r t , W. ( 1 9 8 0 ) M e t h o d s E n z y m o l . 6 5 ,4 9 8 - 5 6 0 .1 8 . S a r g e n t , T . D . , Y a n g , M . B o n n e r , J . ( 1 9 8 1 ) P r o c . N a t l .A c a d . S c i . USA 7 8 , 2 4 3 - 2 4 6 .1 9 . H a r p e r , M . E . S a u nd e r s , G . F . ( 1 9 8 1 ) C h r o m o s o m a 8 3 , 4 3 1 -4 3 9 .2 0 . S h o w s , T . B . , N a y l o r , S . L . S a k a g u c h i , A . Y . ( 1 9 8 2 ) i n A d -v a n c e s i n Human G e n e t i c s , e d s . H i r s c h h o r n , K . H a r r i s , H .( P l e n u m , N Y ) , V o l . 1 2 , p p . 3 4 1 - 4 5 2 .2 1 . N a y l o r , S . L . , E l l i o t t , R . W . , B r o w n , J . A . a n d S h o w s , T . B .( 1 9 8 2 ) Am. J . Hum. G e n e t . 3 4 ~2 3 5 - 2 4 4 .2 2 . T h i b o d e a u , S . N . , L e e , D . C . P a l m i t e r , R . D . ( 1 9 7 8 ) J . B i o l .C h e m . 2 5 3 , 3 7 7 1 - 3 7 7 4 .2 3 . W a n g , A . - C . , S u t t o n , H . E . ( 1 9 6 5 ) S c i e n c e 1 4 9 , 4 3 5 - 4 3 7 .2 4 . W a n g , A . - C . , S u t t o n , H . E . H o w a r d , P . A . ( 1 9 6 7 ) B i o c h e m .G e n e t . 1 , 5 5 - 5 9 .2 5 . W a n g , A . - C . , S u t t o n , H . E . R i g g s , A . ( 1 9 6 6 ) Am. J . Hum.G e n e t . 1 8 , 4 5 4 - 4 5 8 .2 6 . Y a n g , F . , B r u n e , J . L . , B a l d w i n , D . , B a r n e t t , D . R . B o w -m a n , B . H . ( 1 9 8 3 ) P r o c . N a t I . A c a d . S c i . USA 8 0 , 5 8 7 5 - 5 8 7 9 .2 7 . S m i t h i e s , O . , C o n n e l l , G . E . D i x o n , G . H . ( 1 9 6 2 ) N a t u r e( L o n d o n ) 1 9 6 , 2 3 2 - 2 3 6 .2 8 . W i l l i a m s , J . ( 1 9 8 2 ) T r e n d s B i o c h e m . S c i . 7 , 3 9 4 - 3 9 7 .2 9 . N a y l o r , S . L . , E l l i o t , R . W . , B r o w n , J . A . S h o w s , T . B( 1 9 8 2 ) Am. J . Hum. G e n e t . 3 4 , 2 3 5 - 2 4 4 .3 0 . P l o w m a n , G . D . , B r o w n , J . P . , E n n s , C . A . , S c h r o d e r , J . , N i -k i n m a a , B . , S u s s m a n , H . H . , H e l l s t r o m , K . E . H e l l s t r o m ,J . ( 1 9 8 3 ) N a t u r e ( L o n d o n ) 3 0 3 , 7 0 - 7 2 .3 1 . G o o d f e l l o w , P . N . , B a n t i n g , G . , S u t h e r l a n d , R . , G r e a v e s , M . ,S o l o m o n , E . P o v e y , S . ( 1 9 8 2 ) S o m a t i c C e l l G e n e t . 8 , 1 9 7 .3 2 . E n n s , C . A . , S u o m a l o i n e n , H . A . , G e b h a r d t , J . E . , S c h r o d e r ,J . S u s s m a n , H . H . ( 1 9 8 2 ) P r o c . N a t l . A c a d . S c i . USA 7 9 ,3 2 4 1 - 3 2 4 5 .3 3 . M i l l e r , Y . E . , J o n e s , C . , S c o g g i n , C . , M o r s e , H . S e l i g m a n ,P . ( 1 9 8 3 ) Am. J . Hum. G e n e t . 3 5 , 5 7 3 - 5 8 3 .3 4 . M c K u s i c k , V . A . C o n n e a l l y , P . M . ( 1 9 8 4 ) C y t o g e n e t . C e l lG e n e t . 3 7 , 2 0 7 - 2 0 9 .3 5 . Y a n g , F . , L u m , J . , B a l d w i n , W. D . , B r u n e , J . L . , van B r a g t ,P . B o w m a n , B . H . ( 1 9 8 3 ) Am. J . Hum. G e n e t . 3 5 , 1 8 4 A( 5 5 0 ) ( a b s t r . ) .

    2 7 5 6 B i o c h e m i s t r y : Y a n g e t a L