The ER is hub for protein folding. Proteins that harbor a Frizzled cysteine-rich domain (FZ-CRD) possess 10 conserved cysteine motifs held by a unique disulfide bridge pattern which attains a correct fold in the ER. Little is known about implications of disease-causing missense mutations within FZ-CRD families. Mutations in FZ-CRD of Frizzled class receptor 4 (FZD4) and Muscle, skeletal, receptor tyrosine kinase (MuSK) and Receptor tyrosine kinase-like orphan receptor 2 (ROR2) cause Familial Exudative Vitreoretinopathy (FEVR), Congenital Myasthenic Syndrome (CMS), and Robinow Syndrome (RS) respectively. We highlight reported pathogenic inherited missense mutations in FZ-CRD of FZD4, MuSK and ROR2 which misfold, and traffic abnormally in the ER, with ER-associated degradation (ERAD) as a common pathogenic mechanism for disease. Our review shows that all studied FZ-CRD mutants of RS, FEVR and CMS result in misfolded proteins and/or partially misfolded proteins with an ERAD fate, thus we coin them as “disorders of FZ-CRD”. Abnormal trafficking was demonstrated in 17 of 29 mutants studied; 16 mutants were within and/or surrounding the FZ-CRD with two mutants distant from FZ-CRD. These ER-retained mutants were improperly N-glycosylated confirming ER-localization. FZD4 and MuSK mutants were tagged with polyubiquitin chains confirming targeting for proteasomal degradation. Investigating the cellular and molecular mechanisms of these mutations is important since misfolded protein and ER-targeted therapies are in development. The P344R-MuSK kinase mutant showed around 50% of its in-vitro autophosphorylation activity and P344R-MuSK increased two-fold on proteasome inhibition. M105T-FZD4, C204Y-FZD4, and P344R-MuSK mutants are thermosensitive and therefore, might benefit from extending the investigation to a larger number of chemical chaperones and/or proteasome inhibitors. Nonetheless, FZ-CRD ER-lipidation it less characterized in the literature and recent structural data sheds light on the importance of lipidation in protein glycosylation, proper folding, and ER trafficking. Current treatment strategies in-place for the conformational disease landscape is highlighted. From this review, we envision that disorders of FZ-CRD might be receptive to therapies that target FZ-CRD misfolding, regulation of fatty acids, and/or ER therapies; thus paving the way for a newly explored paradigm to treat different diseases with common defects.

中文翻译：

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FZ-CRD 疾病；对 FZ-CRD 折叠和治疗前景的见解

ER 是蛋白质折叠的枢纽。含有卷曲半胱氨酸富集域 (FZ-CRD) 的蛋白质具有 10 个保守的半胱氨酸基序，由独特的二硫键模式保持，该模式在 ER 中获得正确的折叠。关于 FZ-CRD 家族中致病错义突变的影响知之甚少。Frizzled 类受体 4 (FZD4) 和肌肉、骨骼、受体酪氨酸激酶 (MuSK) 和受体酪氨酸激酶样孤儿受体 2 (ROR2) 的 FZ-CRD 突变导致家族性渗出性玻璃体视网膜病变 (FEVR)、先天性肌无力综合征 (CMS)和 Robinow 综合征 (RS)。我们强调了 FZD4、MuSK 和 ROR2 的 FZ-CRD 中报告的致病性遗传错义突变，这些突变错误折叠，并且在 ER 中异常运输，ER 相关降解 (ERAD) 作为疾病的常见致病机制。我们的综述表明，所有研究过的 RS、FEVR 和 CMS 的 FZ-CRD 突变体都会导致错误折叠的蛋白质和/或部分错误折叠的蛋白质，并具有 ERAD 命运，因此我们将它们称为“FZ-CRD 疾病”。在研究的 29 个突变体中，有 17 个证实了异常贩运；16 个突变体在 FZ-CRD 内和/或周围，其中两个突变体远离 FZ-CRD。这些 ER 保留的突变体被错误地 N-糖基化，证实了 ER 定位。FZD4 和 MuSK 突变体用多聚泛素链标记，确认靶向蛋白酶体降解。研究这些突变的细胞和分子机制很重要，因为错误折叠的蛋白质和 ER 靶向疗法正在开发中。P344R-MuSK 激酶突变体表现出约 50% 的体外自磷酸化活性，而 P344R-MuSK 对蛋白酶体的抑制作用增加了两倍。M105T-FZD4、C204Y-FZD4 和 P344R-MuSK 突变体是热敏感的，因此，可能会受益于将研究扩展到更多的化学分子伴侣和/或蛋白酶体抑制剂。尽管如此，FZ-CRD ER-脂化在文献中的特征较少，最近的结构数据揭示了脂化在蛋白质糖基化、正确折叠和 ER 运输中的重要性。强调了当前针对构象疾病景观的现有治疗策略。从这篇综述中，我们设想 FZ-CRD 疾病可能会接受针对 FZ-CRD 错误折叠、脂肪酸调节和/或 ER 疗法的疗法；从而为治疗具有共同缺陷的不同疾病的新探索范式铺平了道路。可能受益于将研究扩展到更多的化学伴侣和/或蛋白酶体抑制剂。尽管如此，FZ-CRD ER-脂化在文献中的特征较少，最近的结构数据揭示了脂化在蛋白质糖基化、正确折叠和 ER 运输中的重要性。强调了当前针对构象疾病景观的现有治疗策略。从这篇综述中，我们设想 FZ-CRD 疾病可能会接受针对 FZ-CRD 错误折叠、脂肪酸调节和/或 ER 疗法的疗法；从而为治疗具有共同缺陷的不同疾病的新探索范式铺平了道路。可能受益于将研究扩展到更多的化学伴侣和/或蛋白酶体抑制剂。尽管如此，FZ-CRD ER-脂化在文献中的特征较少，最近的结构数据揭示了脂化在蛋白质糖基化、正确折叠和 ER 运输中的重要性。强调了当前针对构象疾病景观的现有治疗策略。从这篇综述中，我们设想 FZ-CRD 疾病可能会接受针对 FZ-CRD 错误折叠、脂肪酸调节和/或 ER 疗法的疗法；从而为治疗具有共同缺陷的不同疾病的新探索范式铺平了道路。FZ-CRD ER-脂化它在文献和最近的结构数据中较少表征，揭示了脂化在蛋白质糖基化、正确折叠和 ER 运输中的重要性。强调了当前针对构象疾病的现有治疗策略。从这篇综述中，我们设想 FZ-CRD 疾病可能会接受针对 FZ-CRD 错误折叠、脂肪酸调节和/或 ER 疗法的疗法；从而为治疗具有共同缺陷的不同疾病的新探索范式铺平了道路。FZ-CRD ER-脂化它在文献和最近的结构数据中较少表征，揭示了脂化在蛋白质糖基化、正确折叠和 ER 运输中的重要性。强调了当前针对构象疾病景观的现有治疗策略。从这篇综述中，我们设想 FZ-CRD 疾病可能会接受针对 FZ-CRD 错误折叠、脂肪酸调节和/或 ER 疗法的疗法；从而为治疗具有共同缺陷的不同疾病的新探索范式铺平了道路。我们设想 FZ-CRD 疾病可能会接受针对 FZ-CRD 错误折叠、脂肪酸调节和/或 ER 疗法的疗法；从而为治疗具有共同缺陷的不同疾病的新探索范式铺平了道路。我们设想 FZ-CRD 疾病可能会接受针对 FZ-CRD 错误折叠、脂肪酸调节和/或 ER 疗法的疗法；从而为治疗具有共同缺陷的不同疾病的新探索范式铺平了道路。