过氧化氢酶，无过氧化氢血症

过氧化氢酶（ EC 1.11.1.6 ）催化过氧化氢分解为氧气和水。大约 240 kD 的哺乳动物过氧化氢酶作为 4 个相同亚基的复合物出现，每个亚基包含 526 个氨基酸残基（Ogata总结，1991 年；Ogata 等，2008 年）。

▼ 克隆与表达
------
贝尔等人（1986）给出了人肾过氧化氢酶的 cDNA 序列。编码区有 1,581 个碱基对。

▼ 基因结构
------
全等人（1986）发现 CAT 基因长 34 kb，分为 13 个外显子。

▼ 测绘
------
威克等人（1980）通过对人-鼠细胞杂交克隆的研究，将过氧化氢酶基因分配给 11p。在杂交细胞中，由于过氧化氢酶修饰酶活性的干扰导致电泳图谱的复杂性，因此无法检测人过氧化氢酶。因此，特异的抗人抗体与电泳结合使用。在小鼠中，过氧化氢酶与 β-珠蛋白簇或 LDH-A 不同线。

新川等人（1982）证实了过氧化氢酶与 WAGR 复合体基因的密切联系（见194070），通过证明 2 名不相关的 WAGR 综合征患者的红细胞中过氧化氢酶活性水平较低，并且 11p 中有少量缺失。Narahara 等人对 2 名具有涉及 11p13 的间质缺失的无关患者的剂量研究（1984）得出结论，过氧化氢酶基因座和 WAGR 基因座都位于染色体片段 11p1306-p1305 中，过氧化氢酶位于 WAGR 的远端。

通过使用几个基因的 RFLP 作为标记的经典连锁研究，Kittur 等人（1985）推导出以下基因座序列：cen--CAT--16 cM--CALC--8 cM--PTH--pter，CAT 和 PTH 之间的间隔估计为 26 cM。

▼ 细胞遗传学
------
朱尼安等人（1980）研究了 11p13 缺失的情况、除 11p13 外的所有 11p 的三体性情况和 11p13 三体性情况下的过氧化氢酶基因剂量效应。结果与将过氧化氢酶基因座指定为 11p13 及其与 WAGR 复合体（ 194070 ）的联系一致。过氧化氢酶活性的测定应该有助于识别那些具有肾母细胞瘤或性腺母细胞瘤风险的假定新突变无虹膜病例，即使没有可见的染色体缺失。Ferrell 和 Riccardi（1981）在无虹膜、Wilms 瘤或两者结合的核型正常患者中发现过氧化氢酶水平正常。

▼ 生化特征
------
Baur（1963）鉴定了几种罕见的红细胞过氧化氢酶的电泳变体。南斯等人（1968）还描述了电泳变体。

肯尼等人（2005）发现圆锥角膜（见148300）角膜的过氧化氢酶 mRNA 增加了 2.20 倍，酶活性增加了 1.8 倍。他们得出结论，圆锥角膜中组织蛋白酶 V/L2、B（ 116810 ）和 G（ 116830 ）水平升高可以刺激过氧化氢的产生，进而可以上调过氧化氢酶，一种抗氧化酶。这些和其他发现支持圆锥角膜经历氧化应激和组织降解的假设。

柴田等人（1967）发现在无过氧化氢血症患者的红细胞中存在一种具有免疫反应性但酶学无活性的蛋白质，其大小约为活性过氧化氢酶的六分之一（ 614097 ）。

▼ 分子遗传学
------
Roychoudhury 和 Nei（1988）列出了等位基因变异的基因频率数据。

无过氧化氢血症

在日本的 acatalasemia 患者（ 614097 ）中，Wen 等人（1990）鉴定了 CAT 基因中的纯合剪接位点突变（ 115500.0001 ）。

Goth 和 Eaton（2000）报告说，与未受影响的一级亲属和一般匈牙利人群相比，过氧化氢酶缺乏症（低/无过氧化氢酶）的匈牙利患者患糖尿病的频率增加。作者推测，过氧化氢酶的数量缺乏可能会导致胰腺 β 细胞累积氧化损伤并导致糖尿病。

无虹膜

博伊德等人（1986）描述了具有 2 种不同酶的过氧化氢酶 RFLP，并使用这些多态性排除散发性无虹膜患者中过氧化氢酶基因的缺失，包括已知有缺失的患者和疑似缺失的患者。

曼恩斯等人（1987）发现 9 名无虹膜患者中有 6 名的过氧化氢酶基因座缺失（AN2; 106210 ）。这些缺乏过氧化氢酶的无虹膜患者之一具有正常的核型。在 7 个 Wilms 肿瘤中没有证明过氧化氢酶缺失。

高血压

江等人（2001）发现定义为收缩压升高的原发性高血压与位于 CAT 基因起始密码子上游 844 bp 的单核苷酸多态性（SNP）之间存在关联。与 CC 表型相比，TT 表型与更高的血压相关，而 CT 则介于两者之间。

▼ 动物模型
------
在无过氧化氢酶小鼠中，Shaffer 和 Preston（1990）证明密码子 11 的第三个位置的 CAG（谷氨酰胺）到 CAT（组氨酸）颠换是导致缺陷的原因。

为了确定活性氧在哺乳动物寿命中的作用，Schriner 等人（2005）产生了过度表达定位于过氧化物酶体、细胞核或线粒体的人类过氧化氢酶的转基因小鼠。在表达线粒体过氧化氢酶的动物中，平均寿命和最长寿命最大增加（分别平均为 5 个月和 5.5 个月）。心脏病理和白内障的发展被延迟，氧化损伤减少，过氧化物产生和过氧化物诱导的乌头酸酶失活减弱，线粒体缺失的发展减少。施里纳等人（2005）得出的结论是，他们的结果支持衰老的自由基理论，并加强了线粒体作为这些自由基来源的重要性。

▼ 等位基因变体（ 3 个选定的例子）：
------

.0001 ACATALASEMIA，日本型
CAT、IVS4、GA、+5
Wen 等人通过对所有外显子、外显子/内含子连接点以及 5-prime 和 3-prime 侧翼区域的 CAT 基因进行测序，在日本型无过氧化酶（ 614097 ）的情况下（1990）得出的结论是，遗传疾病是由剪接突变引起的，即内含子 4 第五位的 G 到 A 取代。在使用由正常或突变 CAT 基因和部分 α -珠蛋白基因，Wen 等（1990）表明，当突变基因构建体被引入 COS-7 细胞时，会发生异常剪接。在另一个无关的非过氧化氢酶患者的基因组 DNA 中发现了相同的剪接位点突变。岸本等人（1992）在另外 2 名无关的日本患者中发现了相同的突变，并表明只有一个突变的等位基因在日本人群中遗传。

.0002 ACATALASEMIA，日本型
CAT, 1-BP DEL, 358T
Hirono 等人在一名患有无过氧化氢血症的日本人（ 614097 ）中（1995）在 CAT 基因的外显子 4 中发现了纯合 1-bp 缺失（358T），导致移码和提前终止密码子。截短的肽链由133个氨基酸残基组成。

.0003 ACATALASEMIA，匈牙利型
CAT，2-BP INS，138GA
Goth 等人在一名患有无过氧化氢血症的匈牙利患者（ 614097 ）中（2000）在 CAT 基因的外显子 2 中发现了 138GA 插入，将 GA 重复数从 4 增加到 5。插入导致移码和提前终止密码子。截短的蛋白质缺乏活性中心的必需氨基酸（组氨酸 74）。