谷胱甘肽还原酶

谷胱甘肽还原酶（ EC 1.6.4.2 ）是一种同源二聚体黄素蛋白，以 NADPH 为代价催化从二硫化谷胱甘肽（GSSG）产生谷胱甘肽（GSH）。作为谷胱甘肽氧化还原循环的一部分，该酶在活性氧物质的解毒中发挥作用。它还涉及许多细胞功能，包括休眠细胞的激活和细胞周期的调节（Tutic 等人，1990）。

▼ 克隆与表达

图蒂奇等人（1990）克隆了人类 GSR 的全长 cDNA。推导出的 GSR 蛋白含有 478 个氨基酸。图蒂奇等人（1990）还克隆了部分 cDNA pf 小鼠 Gsr。

Kelner 和 Montoya（2000）指出哺乳动物的 GSR 活性存在于细胞质和线粒体中。

▼ 基因结构

通过基因组克隆，Kelner 和 Montoya（2000）确定 GSR 基因跨越 50 kb，包含 13 个编码外显子，与小鼠 Gsr 基因高度相似。人类 GSR 在第一个外显子的 2 个框内起始密码子之间具有 N 端富含精氨酸的线粒体前导序列，与小鼠前导序列具有高度同源性。

▼ 测绘

George 和 Francke（1976）通过基因剂量法将 GSR 基因分配给 8p21-p23。在一个 8 号染色体短臂末端缺失的婴儿中，de la Chapelle 等人（1976）发现 GSR 活动低。他们得出结论，GSR 基因座位于 8pter-p21 区域。Sinet 等人（1977）将分配范围缩小到 8p21。GSR 基因座也已通过体细胞杂交指定；它是每条染色体的酶标记之一（Shows and Sakaguchi, 1980中的表 1 ），可用于同线性图谱。

▼ 细胞遗传学

在 8 号染色体的马赛克三体的情况下，de la Chapelle 等人（1976）发现谷胱甘肽还原酶活性升高，其他酶正常。

汉佩尔等人（1969）发现一名全血细胞减少症患者的染色体畸变频率显着增加，并且在电泳图中没有 GSR-II 带。母亲血液学正常，但没有 GSR-II 带，染色体畸变频率适度增加。向培养物中添加氯霉素增加了母亲和儿子中受损染色体的数量。

▼ 分子遗传学

Roychoudhury 和 Nei（1988）将等位基因变异的基因频率数据制成表格。

谷胱甘肽还原酶缺乏引起的溶血性贫血

在 2 名近亲出生的同胞中，由于谷胱甘肽还原酶缺乏症（ 618660 ）导致溶血性贫血， Loos 等人之前曾报道过这些情况（1976 年）和Roos 等人（1979），Kamerbeek 等人（2007）鉴定了 GSR 基因（ 138300.0001 ）中的纯合基因内 2.246-kb 缺失。通过Southern印迹分析证实了缺失；蛋白质印迹分析未检测到任何残留蛋白，表明产生的任何突变蛋白都被迅速降解。在患者红细胞或白细胞中没有可检测到的 GSR 酶活性。卡默贝克等人（2007）还鉴定了 GSR 基因中的复合杂合突变（W287X, 138300.0002和 G330A, 138300.0003）在一个无关的患有这种疾病的女孩中。每个未受影响的亲本对于其中一个突变都是杂合的。患者红细胞没有可检测到的 GSR 活性，但白细胞保留了一些与弱蛋白表达相关的残留活性。G330A 突变的体外功能性细胞表达研究表明，与野生型相比，它降低了 GSSG 还原活性并增加了热不稳定性。作者认为，临床特征是由于缺乏 GSR 活性而导致细胞对氧化应激的敏感性增加。

▼ 动物模型

Hovatta 等人将 6 个近交系小鼠品系的行为分析与几个大脑区域的定量基因表达谱相结合（2005）确定了 17 个具有与焦虑样行为表型相关的表达模式的基因。为了确定其中 2 个基因，乙二醛酶 1（ 138750 ）和谷胱甘肽还原酶 1，是否在焦虑的发生中具有因果作用，Hovatta 等人（2005）使用慢病毒介导的基因转移进行基因操作。这些基因在小鼠大脑中的局部过表达导致焦虑样行为增加，而 RNA 干扰对乙二醛酶 1 表达的局部抑制降低了焦虑样行为。霍瓦塔等人（2005）得出的结论是，这两个基因都参与了氧化应激代谢，将该途径与焦虑相关的行为联系起来。

▼ 等位基因变体（ 3 精选示例）：

.0001 谷胱甘肽还原酶缺乏引起的溶血性贫血
GSR，2.246 KB 删除
在 2 名近亲出生的同胞中，由于谷胱甘肽还原酶缺乏症（ 618660 ）导致溶血性贫血， Loos 等人之前曾报道过这些情况（1976 年）和Roos 等人（1979），Kamerbeek 等人（2007）鉴定了 GSR 基因中的纯合基因内 2.246-kb 缺失。通过对 GSR 基因的直接测序发现的缺失范围从内含子 11 中的核苷酸 -229 到 3 素 UTR 中的核苷酸 500。通过Southern印迹分析证实了缺失；蛋白质印迹分析未检测到任何残留蛋白，表明产生的任何突变蛋白都被迅速降解。在患者红细胞或白细胞中没有可检测到的 GSR 酶活性。

.0002 谷胱甘肽还原酶缺乏引起的溶血性贫血
GSR, TRP287TER
在一名因谷胱甘肽还原酶缺乏症（ 618660 ）导致溶血性贫血的女孩中，Kamerbeek 等人（2007）鉴定了 GSR 基因中的复合杂合突变：外显子 9 中的 c.861G-A 转换，导致 trp287-to-ter（W287X）取代，以及外显子 10 中的 c.989G-C 颠换，导致一个 gly330-to-ala（G330A; 138300.0003）在作为 FAD 结合基序一部分的高度保守残基处进行替换。每个未受影响的亲本对于其中一个突变都是杂合的。患者红细胞没有可检测到的 GSR 活性，但白细胞保留了一些与弱蛋白表达相关的残留活性。G330A 突变的体外功能性细胞表达研究表明，与野生型相比，它降低了 GSSG 还原活性并增加了热不稳定性。

.0003 谷胱甘肽还原酶缺乏引起的溶血性贫血
GSR, GLY330ALA
讨论 GSR 基因外显子 10 中的 c.989G-C 颠换，导致 gly330 到 ala（G330A）取代，这是在一名因谷胱甘肽还原酶缺乏（ 618660 ）导致溶血性贫血的女孩中发现的，作者：Kamerbeek等（2007），见138300.0002。