羧基酯脂肪酶

人类哺乳期乳腺和胰腺会产生一种脂肪分解酶，即羧基酯脂肪酶（CEL），早期称为胆盐刺激脂肪酶（BSSL）或胆盐依赖性脂肪酶（BSDL）。CEL 是胰液的主要成分，负责胆固醇酯以及各种其他膳食酯的水解。该酶在十二指肠液中发挥其功能，与胆汁盐混合时被激活，并在新生儿乳脂的消化中起重要作用（Nilsson 等人总结，1993 年）。

▼ 克隆与表达
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库马尔等人（1992）指出胆固醇在肠道吸收的异质性已经被描述，并且它可能受多基因控制（Kesaniemi 和 Miettinen，1986；Kesaniemi 等，1987；Miettinen 和 Kesaniemi，1989）。胰腺胆固醇酯酶催化区域的微小结构变化，例如电荷中继系统的共有肝素结合位点，可能会导致肠道胆固醇摄取发生深刻变化。

Escribano 和 Imperial（1989）纯化并表征了 FAP 或 FAPP，这是一种与人类外分泌胰腺的个体发生、分化和转化相关的胎腺蛋白。马斯等人（1993）分离出一种胆汁盐依赖性脂肪酶的癌胎变体，后来被鉴定为 FAPP。

帕斯夸里尼等（1998）在人胰腺肿瘤细胞系 BxPC-3 和 SOJ-6 中检测到 BSDL 转录物。他们发现这些细胞裂解物中的 BSDL 蛋白主要与细胞膜相关，培养基中只有微量的酶。免疫荧光研究表明 BSDL 与 SOJ-6 细胞中的 p58 高尔基体蛋白共定位，表明 BSDL 可能被隔离在高尔基体隔室中。帕斯夸里尼等（1998）得出结论，BSDL 在人胰腺肿瘤细胞中表达，但从这些细胞中分泌很少。通过对来自 BxPC-3 和 SOJ-6 细胞系的 mRNA 进行 RT-PCR，Pasqualini 等人（1998）分离了一个大约 1.8-kb 的 cDNA，其中包含 BSDL 的整个编码序列。相比之下，来自正常胰腺 mRNA 的完整 BSDL 编码区的 RT-PCR 产生了大约 2.2-kb 的 BSDL cDNA。SOJ-6 细胞 cDNA 的序列表明，由外显子 1 到 10 编码的推断的 SOJ-6 细胞 BSDL 的 N 端结构域与正常人胰腺中表达的 BSDL 的 N 端结构域相同。然而，与正常胰腺 BSDL cDNA 相比，作者发现 SOJ-6 细胞 BSDL cDNA 在对应于外显子 11 的区域中包含 330 bp 的缺失。该外显子编码了 C 中粘蛋白样序列的 16 个串联重复序列。 -正常胰腺 BSDL 的末端区域；然而，预测的 SOJ-6 细胞 BSDL 仅包含 6 个这些串联重复序列。帕斯夸里尼等（1998）得出的结论是，这种截断的 BSDL 变体是 BSDL 或 FAPP 的癌胎同种型。为了研究 330 bp 缺失是否影响该变体的分泌，他们在 CHO-K1 细胞中表达了 SOJ-6 BSDL cDNA。结果表明，与SOJ-6细胞相比，转染细胞以显着更高的水平分泌变体BSDL。作者得出结论，在人胰腺肿瘤细胞中观察到的 BSDL 癌胚变异的保留可能不是由于蛋白质的固有特性。

利德默等人（1995）使用 DNA 杂交从小鼠泌乳乳腺 cDNA 文库中分离出编码羧基酯脂肪酶的 2.04-kb cDNA。

雷德等人（2006）指出，CEL 的外显子 11，即最后一个外显子，主要由数量可变的几乎相同的 33 bp 片段组成，每个片段编码 11 个氨基酸。在一般人群中，CEL 外显子 11 可变数量的串联重复（VNTR）在 11 和 21 重复之间变化。最常见的等位基因包含 16 个重复序列，编码 745 个氨基酸的蛋白质，包括一个信号肽。

约翰逊等人（2011）指出，常见的 CEL 等位基因的分子量为 79 kD，并包含 2 个结构域：一个 N 端球状催化核心域，包括一个信号肽，以及一个 C 端本质上高度无序的串联重复延伸臂。该蛋白质包含 N-和 O-糖基化位点。

在 HEK293 细胞的研究中，Torsvik 等人（2014）表明，CEL 显示了一种分泌蛋白的典型细胞内分布，包括定位到广泛的内质网样网络和在高尔基体附近区域的积累。

▼ 基因功能
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Bruneau 和 Lombardo（1995）表明，包括 Grp94（GRP86；606380）在内的多蛋白复合物在大鼠胰腺中 BSDL 的折叠中起重要作用。布鲁诺等人（1998）表明大鼠的 BSDL 和 Grp94 抗原位点在整个分泌途径中都是相关的，并且在分泌时，当从胰腺转运到肠腔时，仍然与胰液相关。在胰液中，蛋白质显示为 180 kD 的复合物，其中至少包含 p94 和 BSDL 分子中的每一个，通过疏水力相互作用。Grp94 和 BSDL 在微绒毛和肠细胞的内体区室中检测到。在晚期内体区室和 BSDL 中解离的两种蛋白质，但不是 Grp94，被转移到基底外侧膜。

Panicot-Dubois 等人（2007）发现 BSDL 通过其与人类免疫缺陷病毒（HIV）-1 的 V3 环同源的区域，与 CXCR4（ 162643 ）结合，并在存在次优浓度的凝血酶（ 176930 ）的情况下增强血小板活化。蛋白质印迹分析显示 115-kD BSDL 蛋白储存在血小板中并在激活后释放。Bsdl 在小鼠激光诱导损伤部位积累。由于血小板活化缺陷，缺乏 Bsdl 的小鼠血栓形成有缺陷，但凝血酶的生成未受损。通过阻断小鼠中的 Cxcr4，Bsdl 积累和凝血酶形成减少。Panicot-Dubois 等人（2007）得出结论，BSDL 通过与血小板上的 CXCR4 相互作用，在最佳血小板活化和血栓形成中发挥作用。

科拉尔等人（2016）将羟基脂肪酸的支链脂肪酸酯（FAHFA）鉴定为小鼠胰腺裂解物中 Cel 的底物。在相同的反应条件下，Cel 以比先前报道的底物三酰基甘油、二酰基甘油和胆固醇酯高得多的速率水解 FHFA。发现 Cel 是裂解物中 9-PAHSA 水解活性的主要来源。在不同的FAHFA中，人类CEL优先水解酯键远离羧酸盐的FAHFA，水解不饱和FAHFA的速度比饱和FAHFA快。

▼ 测绘
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使用小鼠 - 人体细胞杂交和原位杂交的 Southern 分析，Taylor 等人（1991）将 CEL 基因定位到 9q 的最远端部分，即 9q34.3。9 号染色体易位用于确认 CEL 位于 9q31-q32 断点的远端。利德伯格等人（1992）通过对体细胞杂交体的分析证实了染色体分配。此外，他们证明该基因以单拷贝形式存在，跨越 9,832 bp，并包含 11 个外显子。除了最后一个外显子为 841 bp 外，外显子的大小范围为 88 到 204 bp。他们在起始蛋氨酸上游分别发现了一个主要和次要转录起始位点 13 和 7 bp。

假基因

利德伯格等人（1992）描述了 CEL 基因的基因组组织，并提出存在一个转录的假基因，称为羧基酯脂肪酶样基因（CELL），它也定位到 9q34.3。Kumar 等人证实了 CELL 基因的存在（1992）。CEL 和 CELL 的主要区别在于后者缺少 4.8-kb 的片段，包括外显子 2-7。此外，在编码序列中，在外显子 10 和 11 中发现了一些差异。其余的编码区在 2 个基因中是相同的。基因的内含子序列显示97.5%的同源性。CELL基因不包括外显子5，活性丝氨酸位于外显子5，说明该基因的产物不能是脂肪酶。

尼尔森等人（1993）发现，与 CEL 基因相比，CELL 在所有分析的组织中表达量都很低。他们发现 CELL 的 cDNA 平均长度为 1,214 个碱基。该序列在所有 3 个阅读框中都包含几个终止密码子。与 CEL 转录本具有相同翻译起点的最长开放解读码组可以编码一个 59 个氨基酸长的肽，大概没有任何功能。CELL 基因可能是由于 CEL 基因的基因重复，然后是缺失和点突变而产生的。大多数加工的假基因（血管非炎性蛋白，1985）在转录上是沉默的；转录的假基因很少见，因为一旦特定基因的编码信息被突变事件灭活，启动子序列的进一步突变将不会被选择。保留其转录能力的两个已知假基因是高亲和力多巴胺受体假基因（ 126453 ）和鼠 3-磷酸甘油醛脱氢酶假基因（ 138400 ）。这些基因可能是通过基因复制和随后的几次突变产生的。因此，即使表达了这些基因，它们也不会产生功能性蛋白质。

▼ 分子遗传学
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泰勒等人（1991）发现 CEL 基因座由于插入/删除类型的高变区而具有高度的多态性。

樋口等人（2002）表征了 CEL 基因 C 末端区域中 11 个氨基酸基序的串联重复序列的多态性特征。他们在日本人群中发现了 5 个不同的等位基因，在白种人人群中发现了 6 个。包含 16 个重复的等位基因在两者中最常见。尽管等位基因的分布在两个群体中似乎不同，但差异无统计学意义。

在 138 名 II 型糖尿病患者（ 125853 ）和 125 名对照组中，Bengtsson-Ellmark 等人（2004）将 CEL 重复基因型与血浆脂质谱相关联。作者发现，与携带 2 个常见等位基因的个体相比，携带至少一个具有少于常见 16 个重复序列的等位基因的个体的总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平显着降低（p 小于 0.05）。Bengtsson-Ellmark 等人（2004）建议 CEL 可能参与确定血浆脂质组成。

雷德等人（2006）通过遗传、生理和体外功能研究，研究了 2 个患有糖尿病和胰腺外分泌功能障碍的挪威家庭（MODY8; 609812 ）。在 1 个家族中，他们在 CEL 基因的含有可变数量串联重复序列（VNTR）的外显子 11 中发现了一个单碱基缺失（ 114840.0001 ），该基因编码羧基酯脂肪酶，这是胰液的主要成分，负责胆固醇酯的十二指肠水解。筛查患有成年型青年糖尿病的受试者（MODY；见606391 ）确定了家族 2，在 CEL（ 114840.0002）中有另一个单碱基缺失）和类似的表型与 β 细胞衰竭和胰腺外分泌疾病。野生型和突变型 CEL 蛋白的体外催化活性相当。然而，突变酶不太稳定并且以较低的速率分泌。此外，他们发现了一些证据，表明 CEL VNTR 中的常见插入与 182 名无关糖尿病患者的外分泌功能障碍之间存在关联（优势比 4.2）。这些发现将糖尿病与胰腺腺泡细胞中脂肪酶的功能破坏联系起来。

在患有糖尿病和外分泌缺乏症的丹麦家庭的受影响个体中，Torsvik 等人（2010）确定了一个非常短的 3 重复 CEL VNTR 等位基因（ 114840.0003 ）的杂合性。由于该变异表现出糖尿病的外显率降低，并且不与家族中的外分泌缺陷分离，并且因为在未筛查糖尿病的 233 名对照中有 1 名发现了 4 重复 VNTR，Torsvik 等人（2010）指出，目前尚不清楚非常短的 VNTR 是否与疾病有关，还是 CEL 基因正常变异的一部分。

▼ 等位基因变体（ 3 个选定的例子）：
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.0001 具有外分泌功能障碍的 8 型年轻人的成熟期糖尿病
CEL, 1-BP DEL, 1686T
在一个患有常染色体显性糖尿病（通常在 40 岁之前被发现）和原发性胰腺 β 细胞功能障碍（MODY8；609812）的挪威大家庭中，Raeder 等人（2006）在 CEL 基因的外显子 11 中发现了一个单碱基缺失，1686delT。缺失发生在 14 个重复等位基因的第一次重复中，预计会改变氨基酸残基 563 的阅读框，导致残基 672（Cys563fsTer673）后出现提前终止密码子。

变体函数

在 HEK293 细胞研究中，Johansson 等人（2011）在 c.1686delT 和野生型蛋白中发现了类似的糖基化、泛素化、组成型分泌和质量控制。然而，突变蛋白具有在细胞内和细胞外形成高寡聚形式和非泛素化聚集体的高度倾向。对来自正常和突变携带者的胰液和十二指肠液中的 CEL 蛋白的分析表明，突变蛋白是从腺泡细胞分泌的，但在从胰管排出的途中被部分降解和聚集。约翰逊等人（2011）建议聚集体的形成导致未折叠蛋白反应（UPR）的刺激。

在 HEK293 细胞的研究中，Torsvik 等人（2014）表明，与野生型不同，c.1686delT 突变体在细胞表面和大细胞质液泡内部形成聚集体。细胞分级研究表明突变蛋白更容易在细胞内和细胞外与膜结合。放线菌酮对蛋白质合成的抑制揭示了突变 CEL 的稳定性增加和细胞清除率降低。在 HEK293 和 HeLa 细胞中的实验表明，突变的 CEL 没有通过自噬转运到溶酶体，而是在分泌后通过温度依赖性途径重新内化，然后降解。胰腺腺泡和β细胞中突变蛋白的内化降低了它们的生存能力。

科拉尔等人（2016）表明，与野生型相比，c.1686delT 突变体的 FAHFA 水解活性增加了 2 倍。

.0002 具有外分泌功能障碍的 8 型年轻人的成熟期糖尿病
CEL, 1-BP DEL, 1785C
在患有常染色体显性糖尿病和原发性胰腺 β 细胞功能障碍（MODY8; 609812 ）的挪威家庭中，Raeder 等人（2006）在 CEL 基因的外显子 11 的第四个重复片段中发现了单碱基缺失（1785delC; Cys596fsTer695）。该突变是通过对来自挪威糖尿病登记处的 38 名先证者的 CEL 基因进行测序发现的，这些先证者已知任何 MODY 基因（见606391）的致病突变均为阴性，并且存在于所有患有糖尿病和粪便的家庭成员中。弹性蛋白酶（ 130120 ）缺乏症（FED），或仅 FED。缺失特异性单倍型不同于另一个受影响的挪威家族（见114840.0001）。

.0003 未知显着性的变体
CEL, 3-REPEAT VNTR
该变体被归类为意义未知的变体，因为它对 MODY8（ 609812 ）的贡献尚未得到证实。

在患有常染色体显性遗传糖尿病和胰腺外分泌功能障碍的 3 代丹麦家族的 7 名成员中，Torsvik 等人（2010）确定了一个非常短的 VNTR 等位基因，仅包含 3 个重复。3 次重复 VNTR 携带者中有 4 人患有糖尿病，1 人空腹血糖受损，1 人糖耐量受损。一名 42 岁的男性从他的葡萄糖耐量受损的母亲那里继承了这种变异，但没有表现出任何胰腺功能障碍的迹象或症状。此外，来自 4 名携带者的粪便样本显示 2 名中度粪便弹性蛋白酶缺乏症，而另外 2 名携带者的粪便弹性蛋白酶值正常。在 233 名挪威对照中未发现 3 重复等位基因，尽管 1 名对照个体携带 4 重复等位基因。托斯维克等人（2010）注意到在丹麦家族中，3 重复等位基因似乎比先前在 2 个挪威家族中描述的 CEL 突变具有更低的糖尿病外显率（见114840.0001和114840.0002），并且没有证据表明与外分泌缺陷共分离。托斯维克等人（2010）进一步指出，对照没有经过筛查，没有糖尿病，目前尚不清楚非常短的 VNTR 是否与疾病有关，还是 CEL 基因正常变异的一部分。