半乳糖变旋酶

GALM 基因编码半乳糖变旋酶（ EC 5.1.3.3 ），该酶将 β-D-半乳糖转化为 α-D-半乳糖，这是 Leloir 途径的第一步（Wada 等人总结，2019 年）。

▼ 克隆与表达

通过使用乳酸乳球菌半乳糖变旋酶（Galm）的蛋白质序列作为查询的数据库搜索，Timson和 Reece（2003）确定了人类 GALM。通过分析凝胶过滤，细菌表达和纯化的 GALM 蛋白具有 32 kD 的分子量。

▼ 基因功能

使用旋光法，Timson 和 Reece（2003）表明，将 GALM 添加到半乳糖或葡萄糖的糖溶液中导致糖突变旋转率增加，半乳糖观察到更高的速率。Timson 和 Reece（2003）分别突变了 3 个 GALM 残基，这些残基与 L. lactis Galm 的晶体结构的催化作用有关，并发现突变的 GALM 蛋白具有降低的变旋酶活性。

▼ 生化特征

索登等人（2004）确定了 GALM 的 X 射线晶体结构，包括未结合的和与 β-D-半乳糖复合的。GALM 折叠成 2 个 α 螺旋和 29 个 β 链，通过 25 个经典反向转弯连接。存在两个顺式肽键，并且 glu307 和 his176 的侧链位于适合分别充当催化碱和酸的位置。半乳糖与 GALM 结合后未观察到显着的结构变化。

▼ 测绘

楚等人（1975）提出了 gal-1-PT、酸性磷酸酶、MDH-1 和 gal-plus-activator（GLAT）的同线性以及分配到 2 号染色体的细胞杂交证据。

▼ 分子遗传学

Wada 等人在 8 名患有半乳糖血症（GALAC4; 618881 ）的无关日本儿童中，在 GALK1（ 604313 ）、GALE（ 606953 ）或 GALT（ 606999 ）基因中未发现突变（2019）鉴定了 GALM 基因中纯合或复合杂合状态的 5 种不同突变（ 137030.0001 - 137030.0005））。前 2 名患者的突变通过基于 trio 的全外显子组测序发现，随后患者的突变通过 Sanger 测序确定。在 4 个家族中证实了突变与表型的分离。与对照细胞相比，2 名患者的类淋巴母细胞中 GALM 活性降低，3 名患者的外周血单个核细胞缺乏 GALM 蛋白。使用 3 个变体进行的放线菌酮蛋白质稳定性测定表明，与野生型相比，蛋白质稳定性显着降低。研究结果表明突变的功能丧失效应。

岩泽等人（2019 年）通过 COS-7 细胞中的表达研究和/或酶功能研究检查了 ExAC 数据库中 66 个流行的、未报告的 GALM 变体（57 个错义、7 个停止增益、2 个移码）。29 个变体不产生或产生微弱的蛋白质表达，并被归类为致病性。五个变体具有低蛋白质表达和低酶活性，并被归类为可能致病。其余 32 种变异基于 30 种正常的酶活性和 2 种轻度降低的酶活性被分类为良性。另外一个普遍的剪接位点突变被认为是致病的。

▼ 等位基因变体（ 5个精选示例）：

.0001 半乳糖血症 IV
GALM，1-BP DEL，294C
在 2 名不相关的日本半乳糖血症 IV（GALAC4; 618881 ）儿童中，Wada 等人（2019）确定了 GALM 基因突变的复合杂合性。两个孩子都携带一个 1 bp 缺失（c.294delC，NM_138801.2），导致移码和提前终止密码子（Ile99LeufsTer46）；患者 1 还携带 c.244C-T 转换，导致 arg82 到 ter（R82X; 137030.0002 ）替换，患者 2 携带 c.799C-G 颠换，导致 arg267 到 gly（R267G; 137030.0003 ）在保守残基上的取代。这些突变是通过基于三重奏的外显子组测序发现的，并通过 Sanger 测序确认。通过对另外 6 名半乳糖血症儿童进行 Sanger 测序，Wada 等人（2019）确定了1（患者3）中c.294delC突变的纯合性。在所有 3 个家族中，突变都与疾病分离。和田等人（2019 年）在纯合子患者的淋巴母细胞中显示缺乏 GALM 酶活性，并且在 PBMC 中缺乏蛋白质表达。与野生型相比，293FT 细胞中具有缺失或 R82X 变体的 GALM 表达显示蛋白质表达降低，而 R267G 变体显示蛋白质表达和稳定性降低。

.0002 半乳糖血症 IV
GALM，ARG82TER
讨论 GALM 基因中的 c.244C-T 转换（c.244C-T，NM_138801.2），导致 arg82-to-ter（R82X）取代，在复合杂合状态的患者中发现Wada 等人的半乳糖血症 IV（GALAC4; 618881 ）（2019），见137030.0001。

.0003 半乳糖血症 IV
GALM，ARG267GLY
讨论 GALM 基因中的 c.799C-G 转换（c.799C-G，NM_138801.2），导致 arg267 到甘氨酸（R267G）取代，这在半乳糖血症患者的复合杂合状态中发现Wada 等人的IV（GALAC4; 618881 ）（2019），见137030.0001和137030.0004。

.0004 半乳糖血症 IV
GALM，GLY142ARG
通过对 6 名不相关的日本半乳糖血症 IV（GALAC4; 618881 ）患者的 GALM 基因进行 Sanger 测序， Wada 等人（2019）确定了一个 c.424G-A 转换（c.424G-A, NM_138801.2），导致在保守残基处发生 gly142 到 arg（G142R）取代。该突变在 3 名患者（患者 5、6、8）中是纯合的，在 1 名（患者 7）中是具有 c.799C-G 转换的复合杂合的，导致 arg267 到甘氨酸（R267G；137030.0003）取代。与野生型相比，GALM 在 293FT 细胞中的任何一种变体的表达显示出降低的蛋白质表达和稳定性。在 gnomAD 数据库中，仅在非洲人群中的 1 个个体中发现 G142R 突变处于纯合状态。

.0005 半乳糖血症 IV
GALM，TRP311TER
通过 Sanger 对一名患有半乳糖血症 IV（GALAC4; 618881 ）的日本儿童（患者 4）中的 GALM 基因进行测序， Wada 等人（2019）确定了 c.932G-A 转换（c.932G-A，NM_138801.2）的纯合性，导致 trp311-to-ter（W311X）替代。与野生型相比，GALM 与 W311X 变体在 293FT 细胞中的表达显示出降低的蛋白质表达和稳定性。