谷胱甘肽 S-转移酶，PI

谷胱甘肽 S-转移酶（GST；EC 2.5.1.18 ） 是一个酶家族，通过催化许多疏水和亲电子化合物与还原型谷胱甘肽的结合，在解毒中发挥重要作用。基于它们的生化、免疫和结构特性，哺乳动物细胞溶质 GST 分为几类，包括 α（例如138359）、mu（例如138350）、κ（602321）、θ（例如600436）、pi、 omega（例如，605482）和zeta（例如，603758）。此外，还有一类微粒体 GST（例如，138330）。每个类别由单个基因或基因家族编码。

▼ 克隆与表达

通过用大鼠胎盘 GST（GSTP） cDNA 筛选人胎盘 cDNA 文库，Kano 等人（1987）分离 GST-pi cDNA。预测的 209 个氨基酸的蛋白质与 GSTP 具有 86% 的序列同一性。但是，GST-pi 的 pI 为 5.5，而 GSTP 的 pI 为 6.9。Northern杂交显示GST-pi在肝脏中表达为750个核苷酸的mRNA。莫斯科等人（1988）克隆了对应于谷胱甘肽 S-转移酶（GST-pi） 的阴离子同工酶的 cDNA，这是一种在多药耐药细胞中过度表达的药物解毒酶。董事会等人（1989）使用针对人肺 GST3 的抗血清从人肺 cDNA 文库中分离出 GST3 的部分 cDNA 克隆。该序列与从人胎盘 cDNA 文库中分离的 GST3 显示出 2 个碱基差异。

金斯利等人（1989）和塞尔丁等人（1991）得出结论，小鼠的 Gsta 与人类 GST2（ 138360 ）同源，而不是 GST3。

▼ 基因结构

莫罗等人（1989）报道 GST-pi 基因包含 7 个外显子，跨度约为 2.8 kb。

▼ 测绘

使用 X;11 易位在杂种中分离，Silberstein 等人（1982）和Silberstein 和 Shows（1982）表明，他们称为 GST1 的 GST3 基因位于 11 号染色体的 p13-qter 区域。Laisney 等人（1983）得出结论，Silberstein 和 Shows（1982）定位于 11 号染色体的 GST 基因是 GST3。他们将该基因分配给 11q13-q22。Suzuki 和 Board（1984）还指出，定位到 11 号染色体的谷胱甘肽 S-转移酶基因是 GST3，而不是 GST1。

莫斯科等人（1988 年）和Board 等人（1989）使用原位杂交将 GST-pi 基因定位到 11q13。使用一组人类啮齿动物体细胞杂交体和一个特定于该类的 DNA 探针，Islam 等人（1989） 将GST3（他们称为 pi 类基因）对应到 11 号染色体。通过对体细胞杂交体的研究，Konohana 等人（1990）证实了 GST3 基因分配给 11q。史密斯等人（1995 年）通过研究减少辐射的体细胞杂交体，改进了 GSTP1 基因的定位。他们确定了 5 素数区域中的串联重复多态性，并将其用于连锁分析，以证明 GSTP1 距 PYGM（ 608455 ）远端 5 cM，距FGF3 近端 4 cM（164950）。

罗谢尔等人（1992）指出小鼠 Gst3 基因座位于 19 号染色体近端。

假基因

将 GSTP1 基因分配给 11q13 的原位杂交研究，Board 等人（1989）在 12q13-q14 发现了一个额外的杂交基因座。董事会等人（1992）证明这种密切相关的 Pi 类谷胱甘肽 S-转移酶基因实际上是部分逆转录的假基因。

▼ 基因功能

莱斯尼等人（1984）指出 GST3 存在于所有组织和细胞中，除了红细胞，其中仅观察到红细胞 GST（GSTe）。此外，GSTe 是分析的不同 GST 中电泳速度最快和最耐热的，仅在红细胞中发现。在白细胞中，仅发现 GST3。贝特勒等人（1988） , 引用Board（1981） , 指出红细胞中的酶被命名为 GST3（或 GST-rho）, 不同于主要的肝酶 GST1 和 GST2（GSTA2; 138360）。红细胞酶的功能尚不清楚，但红细胞膜包含能主动从红细胞中转运谷胱甘肽-外源性共轭物的转运系统。因此，商品及服务税可能有助于清除红细胞，并可能清除血液中的外来分子。

莫斯科等人（1989）比较了 GST-pi 在几种正常和恶性组织中的表达。他们发现，与匹配的正常组织相比，许多肿瘤中的 GST-pi 表达增加。Konohana 等人（1990）证明 GST3 在人体皮肤中大量表达。

波拉等人（1991）将 GST-pi 鉴定为脂肪酸乙酯合酶 III（FAEES3），一种非氧化代谢乙醇的心脏酶。将 FAEES3 cDNA 转染到 MCF7 细胞中导致合酶活性增加 14 倍，谷胱甘肽 S-转移酶活性增加 12 倍。用胎盘 GST cDNA 转染 MCF7 细胞导致 GST 活性增加 13 倍，但合酶活性没有增加。董事会等人（1993）发现Bora 等人描述的蛋白质（1991）在大肠杆菌中表达时没有 FAEES 或 GS​​T 活性，并表明 cDNA 可能来自克隆人工制品。

对乙酰氨基酚是一种广泛使用的镇痛药，过量服用会导致严重的肝毒性，而且往往是致命的。这种毒性反应与 P450 系统的代谢活化形成醌亚胺代谢物有关，该代谢物与蛋白质和其他大分子共价结合，造成细胞损伤。在低剂量时，这种代谢物 NAPQI 可有效解毒，主要是通过与谷胱甘肽结合，该反应部分由谷胱甘肽 S-转移酶催化，包括 GSTP1。为了评估 GST 在对乙酰氨基酚肝毒性中的作用，Henderson 等人（2000）检查了对 Gstp 无效的小鼠的对乙酰氨基酚代谢和肝损伤，即 Gstp1/p2 -/-。与他们的预期相反，无效小鼠对这种化合物的肝毒性作用具有高度抗性，而不是更敏感。数据表明，GSTP 在体内对乙酰氨基酚的谷胱甘肽缀合物的形成没有贡献，但在该化合物的毒性中起着新的和意想不到的作用。

▼ 分子遗传学

阿里-奥斯曼等人（1997）分离的 cDNA 对应于 3 个多态性 GSTP1 等位基因、GSTP1A（ 134660.0001 ）、GSTP1B（ 134660.0002 ） 和 GSTP1C（ 134660.0003）），在正常细胞和恶性胶质瘤中表达。变体 cDNA 分别由核苷酸 313 和 341 处的 A-to-G 和 C-to-T 转换产生。转换将密码子 105 从 GSTP1A 中的 ATC（ile） 更改为 GSTP1B 和 GSTP1C 中的 GTC（val），并将密码子 114 从 GCG（ala） 更改为 GSTP1C 中的 GTG（val）。两种氨基酸变化都在 GST-pi 肽的亲电结合活性位点。编码肽的推断晶体结构的计算机建模显示，由于氨基酸变化，关键亲电体结合活性位点氨基酸的原子间距离存在显着偏差。在 E 中表达的编码蛋白质。大肠杆菌和 GSH 亲和层析纯化显示，与 GSTP1 编码的蛋白质相比，GSTP1A 编码的蛋白质的 K（m） 低 3 倍，K（cat）/K（m） 高 3 至 4 倍B 和 GSTP1C。对 75 例病例的分析表明，恶性胶质瘤中 GSTP1*C 的相对频率是正常组织中的 4 倍。这些数据为人类 GSTP1 基因座的等位基因多态性提供了确凿的分子证据，从而产生了具有活性、功能不同的 GSTP1 蛋白，并为研究该基因在外源性代谢、癌症和其他人类疾病中的作用奠定了基础。

艾伦等人（2001 年）假设编码 GST 的基因中的多态性改变了对化疗诱导的致癌作用的易感性，特别是与治疗相关的急性髓性白血病（t-AML），这是一种长期癌症生存的破坏性并发症。阐明遗传决定因素可能有助于识别发生 t-AML 风险增加的个体。为此，艾伦等人（2001）检查了 89 例 t-AML、420 ​​例新发 AML 和 1,022 例这 3 种 GST 中的多态性对照。GSTM1 或 GS​​TT1 的基因缺失与对 t-AML 的易感性没有特别关联。至少 1 个 GSTP1 缬氨酸 105 等位基因（见134660.0002和134660.0003） 在既往接受过化疗的 t-AML 患者中更常见（OR, 2.66），特别是在曾接触过已知 GSTP1 底物的患者中（OR, 4.34），比在新发 AML 患者中更常见，而在接受过化疗的患者中则没有。 - 先前仅接受过放射治疗的AML患者（OR，1.01）。这些数据表明，至少 1 个 GSTP1 缬氨酸-105 等位基因的遗传会显着增加细胞毒性化疗后发生 t-AML 的风险，但放疗后不会。

贝特勒等人（1988）在一名健康的成年男性中发现了无法解释的红细胞 GST 缺乏症，伴有脾肿大、间接高胆红素血症和胆石症的轻度溶血性贫血。残留酶活性仅为平均正常值的约 15%。因为他是被收养的并且没有孩子，所以无法确定缺陷的遗传性。记录了白细胞和血小板 GST 活性的适度下降。

梅内贡等人（1998）提出假设，即帕金森病（ 168600 ） 继发于神经元表面蛋白的存在，农药是可能的病原体。由于谷胱甘肽转移酶代谢异生物质，包括杀虫剂，他们研究了 GST 多态性在特发性帕金森病发病机制中的作用。在95名帕金森病患者和95所控制，它们基因型PCR多态性4 GST类：GST1，GSTT1（600436），GSTP1，和GSTZ1（603758）。仅发现与 GSTP1 多态性的关联。分析报告接触农药的受试者（39 名患者和 26 名对照）的基因型，他们发现 GSTP1 多态性的基因型分布在患者和对照之间存在显着差异。这些差异似乎继发于患者中过多的杂合子和 A 等位基因的非携带者。梅内贡等人（1998）将这些结果解释为表明在血脑屏障中表达的 GSTP1 可能会影响对神经元表面蛋白的反应，并解释了一些人对农药的帕金森病诱发作用的敏感性。在一篇题为“帕金森氏病：自然与养育”的评论中，Golbe（1998）指出，几乎每一项调查帕金森病风险的病例对照研究都表明，接触农药或除草剂，或农村或农场的经历，会增加帕金森病风险，通常是 3 倍或 4 倍。此外，鱼藤酮是一种常用的杀虫剂，它与 MPTP 的活性代谢物（人类和实验动物帕金森症的已知原因）具有相同的神经毒性作用，即抑制线粒体呼吸酶链的一部分复合物 I。

威尔克等人（2006 年）提出的证据表明，接触除草剂可能是 GSTP1 多态性与帕金森病发病年龄之间关系的影响调节剂。

Zusterzeel 等人（1999）发现 GSTP1 是正常胎盘和蜕膜组织中的主要 GST 异构体。在先兆子痫（ 189800 ） 女性中，他们发现与对照组相比，中位胎盘和蜕膜 GSTP1 水平较低。Zusterzeel 等人（1999）认为先兆子痫中 GSTP1 水平的降低可能表明解毒系统的能力下降，从而导致对先兆子痫的更高易感性。在 113 个先兆子痫三重奏（母亲、父亲和婴儿）中，Zusterzeel 等人（2002）发现 GSTP1 val105 多态性的频率增加（见134660.0002） 与对照组相比，在先兆子痫妊娠的母亲、父亲和后代中。GSTP1 等位基因频率在先兆子痫母亲、父亲和后代中没有显着差异。作者强调了父亲对先兆子痫风险的贡献。

吉利兰等人（2004）发现 GSTP1 和 GSTM1 改变了柴油机尾气颗粒对过敏性炎症的辅助作用。他们用单独的过敏原和过敏原加柴油废气颗粒对豚草敏感的患者进行鼻内攻击，发现 GSTM1 无效或 GSTP1 ile105 野生型基因型的个体在用柴油废气颗粒和过敏原攻击后显示出 IgE 和组胺显着增加；GSTP1 ile/ile 和 GSTM1 无效基因型的患者增加幅度最大。

有关GSTP1 基因变异与多物质滥用易感性之间可能关联的讨论，请参见606581。

▼ 等位基因变体（ 3 精选示例）：

.0001 谷胱甘肽 S-转移酶 PI 多态性，A 型
GSTP1、ILE105 和 ALA114
阿里-奥斯曼等人（1997）鉴定了 GSTP1 基因的 3 种多态形式。一个等位基因 GSTP1*A 具有 ATC（ile） 作为密码子 105 和 GCG（ala） 作为密码子 114（Ali-Osman 等人（1997）根据当时的编号指定了替换 ILE104 和 ALA113。）

.0002 谷胱甘肽 S-转移酶 PI 多态性，B 型
GSTP1、VAL105 和 ALA114
阿里-奥斯曼等人（1997）鉴定了 GSTP1 基因的 3 种多态形式。一个等位基因 GSTP1*B 具有 GTC（val） 作为密码子 105 和 GCG（ala） 作为密码子 114（Ali-Osman 等人（1997）根据当时的编号指定了替换 VAL104 和 ALA113。）

.0003 谷胱甘肽 S-转移酶 PI 多态性，C 型
GSTP1、VAL105 和 VAL114
阿里-奥斯曼等人（1997）鉴定了 GSTP1 基因的 3 种多态形式。一个等位基因 GSTP1*C 具有 GTC（val） 作为密码子 105，GTG（val） 作为密码子 114（Ali-Osman 等人（1997）根据当时的编号指定了替换 VAL104 和 VAL113。）