脱氧核糖核酸酶 I

脱氧核糖核酸酶 I（DNase I；EC 3.1.21.1）是第一个发现的 DNase，是一种内切核酸酶，可产生 5-主要磷酰二核苷酸和 5-主要磷酰寡核苷酸，存在于不同的组织和体液中（Kishi 等人的总结， 1990 年）。

▼ 克隆与表达

Kishi 等人（1989）从人尿中分离出 DNase I，并在通过聚丙烯酰胺凝胶电泳-等电聚焦（IEF-PAGE）分析后发现了可遗传的同工酶形式，然后用抗 DNase 抗体进行免疫印迹。该酶是一种唾液酸化糖蛋白，分子量约为 38,000。

▼ 基因结构

安田等人（1995）确定 DNASE1 基因长约 3.2 kb，由 8 个内含子分隔的 9 个外显子。第一个外显子仅包含 mRNA 的非翻译序列。除了几个推定的调控元件外，他们还在翻译起始密码子上游的推定启动子区域中观察到了 TATA 样和 CAAT 样序列。

▼ 测绘

为了定位 DNL1 基因，Yasuda 等人（1995）使用从一组携带不同人类染色体的克隆人/啮齿动物杂交细胞系中提取的 DNA 进行 PCR。他们可以将 DNL1 基因分配给人类 16 号染色体。此外，通过对包含人类 16 号染色体确定部分的高分辨率小鼠/人类体细胞杂交组合进行 PCR 分析，对 16p13.3 进行区域定位。

▼ 分子遗传学

多态性

Kishi 等人的家庭研究（1989）显示 3 种常见表型和 4 种罕见表型，代表 DNase I 的 4 个常染色体共显性等位基因的纯合性或杂合性。提供了日本人群中这些等位基因频率的数据。

Kishi 等人（1990）设计了一种具有高灵敏度和分辨率的酶谱方法来研究 DNase I 的分子异质性和遗传多态性。通过这种方法，他们证明了血清 DNase I 的 3 个常见表型和 5 个相对罕见的表型，并通过家族研究发现遗传是与在单个基因座上的 4 个共显性等位基因的分离一致。除了尿液和血清外，肾脏、肝脏和胰腺的提取物也可用于 DNase I 表型分析。

安田等人（1990）证明从单个个体纯化的 DNase I 由具有不同 pI 值的多种形式组成。这些发现被认为与Kishi 等人报道的遗传多态性的存在是一致的（1989）。尿酶的多样性可能是由于一级结构的变化和/或唾液酸含量的差异。

安田等人（1995）证明脱氧核糖核酸酶 I 的等电聚焦多态性是由外显子 VIII 中的 2317A-G 转变引起的。野生型 DNASE1 被指定为表型 1；野生型的 A 到 G 变化导致 gln222 到 arg 替代，指定表型 2。Yasuda等（1995）发现可归因于这种氨基酸取代的预测电荷变化与这 2 种同工酶的等电聚焦曲线一致。

系统性红斑狼疮

Yasutomo 等（2001）描述了 2 名患者在 DNASE1 的外显子 2 中发生杂合无义突变，DNASE1 活性降低，并且针对核小体抗原的免疫球蛋白 G 滴度极高。Yasutomo 等（2001）得出的结论是，他们的数据与 DNASE1 的低活性与人类系统性红斑狼疮的进展之间存在直接联系的假设一致（SLE; 152700 ）。

▼ 历史

脱氧核糖核酸酶 I 以牛胰酶制剂的形式存在，在蛋白质化学和酶学史上占有重要地位：它是第一种被认为对 DNA 具有特异性的酶；它是第一个结晶的 DNase；它是第一个表征特定蛋白质抑制剂（VAM）的 DNase。

▼ 动物模型

系统性红斑狼疮（SLE; 152700）是一种多因素自身免疫性疾病，据说在美国影响了超过 100 万人。SLE 的特征是存在针对裸 DNA 和整个核小体的抗核抗体（ANA）。人们认为由此产生的免疫复合物在血管壁、肾小球和关节中积聚，并引起 III 型超敏反应，表现为肾小球肾炎、关节炎和全身血管炎。几项研究表明，细胞死亡后核DNA-蛋白质复合物的释放增加或清除受到干扰可能会引发和遗传疾病。因此，DNASE1 是一种存在于血清、尿液和分泌物中的主要核酸酶，可能负责从高细胞更新位点的核抗原中去除 DNA，从而预防 SLE。为了检验这个假设，纳皮雷等人（2000）通过基因靶向产生了 Dnase1 缺陷小鼠。他们发现这些动物表现出 SLE 的典型症状，即 ANA 的存在、免疫复合物在肾小球中的沉积，以及以 Dnase1 剂量依赖性方式发展的肾小球肾炎。此外，与之前的报告一致，他们发现 SLE 患者血清中的 Dnase1 活性低于正常受试者。研究结果表明，缺乏或减少 Dnase1 是人类 SLE 发生的关键因素。

▼ 等位基因变体（ 2 精选示例）：

.0001 系统性红斑狼疮，易感
DNASE1, LYS5TER
在 2 名患有系统性红斑狼疮（SLE; 152700 ）的女性中，Yasutomo 等人（2001）鉴定了 DNASE1 编码序列第 172 位外显子 2 的 A 到 G 转换，这导致密码子 5 处的 lys-to-ter 替换。这些女性患者分别为 13 岁和 17 岁根据临床特征、高血清双链 DNA 抗体滴度和干燥综合征诊断为 SLE。这 2 名患者没有血缘关系，其家庭成员没有任何 SLE 的体征或症状。与没有 DNASE1 突变的其他 SLE 患者相比，这些患者的血清 DNASE1 活性水平显着降低。然而，没有 DNASE1 突变的 SLE 患者的 DNASE1 活性低于健康对照。患者的 B 细胞具有对照组细胞 DNASE1 活性的 30% 至 50%，

.0002 系统性红斑狼疮，易感
DNASE1, GLN244ARG
在 350 名韩国 SLE 患者（ 152700 ）和 330 名韩国对照中，Shin 等人（2004）在 DNASE1 基因 2373A-G（Q244R）的外显子 8 中发现了一个非同义 SNP，这与 SLE 患者产生抗 RNP 和抗 dsDNA 抗体的风险增加显着相关。具有抗 RNP 抗体的患者（31%）中 arg/arg 次要等位基因的频率远高于没有这种抗体的患者（14%）（P = 0.0006）。