乙二醛酶 I

乙二醛酶 I（ EC 4.4.1.5 ）是一种谷胱甘肽结合蛋白，参与甲基乙二醛（糖酵解的副产物）的解毒。GLO1 和乙二醛酶 II（GLO2; 138760 ）催化途径中的连续步骤。GLO1催化甲基乙二醛和还原型谷胱甘肽缩合形成S-乳酰-谷胱甘肽；GLO2（羟酰基谷胱甘肽水解酶）将后一种物质转化为 D-乳酸和还原型谷胱甘肽（Ranganathan 等人，1999）。

▼ 克隆与表达

金等人（1993）从人类单核细胞 cDNA 文库中分离出对应于 GLO1 基因的 cDNA。cDNA 预测一个 184 个氨基酸的蛋白质，M（r）为 20,719。

兰加纳坦等人（1993）从人类结肠 cDNA 文库中分离出 GLO1 cDNA。人类酶与细菌 Glo1 有 42% 的氨基酸同源性。Northern 印迹分析在结肠组织中鉴定出一个 2.2-kb 的 mRNA 转录物。与来自同一患者的正常结肠组织相比，结肠癌组织中的 GLO1 转录物增加了 12 倍，作者得出结论，结肠癌中诱导了 GLO1 基因表达。兰加纳坦等人（1999）在 GLO1 基因的启动子区域中鉴定了胰岛素反应元件（IRE）和锌金属反应元件（MRE）。

▼ 基因结构

兰加纳坦等人（1999）确定 GLO1 基因包含 5 个外显子。使用生物信息学，Gale 和 Grant（2004）发现 GLO1 基因包含 6 个外显子，有证据表明可能存在可变剪接。

▼ 测绘

Reinsmoen 等人（1977）提供了来自家族数据的证据，表明 GLO 与 HLA 相关，并且染色体 6p 上的基因座顺序是 HLA-A、HLA-B、HLA-D、GLO、着丝粒。梅奥等人（1977）发现在小鼠乙二醛酶 I 中，距离 Ss 基因座约 3 cM，这是主要组织相容性复合物 H-2 的一个组成部分。GLO1 与 MHC 没有已知的功能关系。

Bakker 等人研究了一个 3 代家族，该家族为染色体 6p11 的着丝粒异染色质区域的变异而分离（1979）得出结论，HLA 簇和 6ph 相距约 6 cM（峰值 lod 得分为 3.466），GLO 位于 HLA 的着丝粒侧，PGM3（ 172100 ）不在短臂上，并且 HLA- B 比 HLA-A 更靠近着丝粒。

Hansen 和 Eriksen（1979）在 theta = 0.060 时发现 HLA 和 GLO1 连锁的最大 lod 得分为 14.6。高盛等人（1991）通过研究 CEPH 家族的二维电泳证实了这种联系。布兰奇等人（1991）提出了 6p 的遗传图谱，其中涉及 GLO1 基因座的 RFLP 作图。

▼ 分子遗传学

Kompf 等人（1975）发现红细胞 GLO1 在人体中是多态的。

朱奈德等人（2004）提出证据表明 GLO1 基因（A111E; 138750.0001 ）中的 ala111-to-glu 多态性可能是自闭症发展的易感因素（参见209850 ）。Rehnstrom 等人的研究并未证实这一建议（2008）和吴等人（2008）分别在芬兰和汉族人群中。

▼ 种群遗传学

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

▼ 动物模型

陈等人（2004）发现 Glo1 基因在阿尔茨海默病（AD; 104300 ）和额颞叶痴呆（ 600274 ）转基因小鼠模型的脑组织中上调约 1.6 倍。转基因小鼠在 tau 基因（P301L；157140.0001）中携带 pro301-to-leu 突变，并发展成神经原纤维缠结。与未痴呆的对照组相比，人类阿尔茨海默病大脑中的 GLO1 也升高，并且 GLO1 免疫组织化学检测到 AD 大脑中强烈染色的火焰形神经元。这些数据证明了转录组学应用于人类疾病动物模型的潜力，并表明乙二醛酶 I 在神经退行性疾病中的作用以前未被确定。

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 和谷胱甘肽还原酶 1（ 138300 ），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（ 1 示例）：

.0001 重新分类 - 意义不明的变体
GLO1，ALA111GLU（rs4746）
这种变体，以前称为自闭症，易感性，已根据Rehnstrom 等人的研究结果重新分类（2008）和吴等人（2008 年）。

Junaid 等人使用蛋白质组学方法识别自闭症患者尸检大脑中的异常蛋白质（ 209850 ）（2004）通过二维凝胶电泳发现乙二醛酶 I 的极性增加；GLO1 基因的直接测序确定了该基因中的 419C-A 颠换，导致 ala111 到 glu（A111E）取代。glu111 酶比 ala111 酶酸性更强，功能活性降低。四个大脑是 A/A 纯合子（glu111），3 个大脑是 A/C 杂合子（ala111/glu111），1 个大脑是 C/C 纯合子（ala111）。对照组9例，其中唐氏综合征1例，智力低下3例，A/A 2例，A/C 3例，C/C 4例。在更大的自闭症患者和对照组样本中，419A 等位基因的频率在自闭症中为 0.6，在对照组中为 0.4。朱奈德等人（2004）表明 GLO1 酶活性的降低可能导致甲基乙二醛的积累，这可能对发育中的大脑有毒。数据表明，glu111 等位基因的纯合性是自闭症发展的易感因素。

伦斯特伦等人（2008 年）在芬兰家庭中对 230 多名自闭症谱系障碍患者的 GLO1 基因中的 6 个多态性（包括 A111E）进行了基因分型，并进行了连锁和关联分析。他们观察到任何 SNP 和 ASD 之间没有显着的联系或关联。

吴等人（2008）对 272 名汉族自闭症患者和 310 名健康对照者进行了 GLO1 基因所有外显子的突变筛查。他们发现自闭症组和对照组之间 A111E 的频率分布没有显着差异。此外，他们没有在外显子区域发现任何其他与自闭症相关的突变。