5-甲基四氢叶酸-高半胱氨酸 S-甲基转移酶

同型半胱氨酸再甲基化形成蛋氨酸由细胞质酶 5-甲基四氢叶酸-同型半胱氨酸 S-甲基转移酶（ EC 2.1.1.13 ）催化，该酶也称为蛋氨酸合酶。这种酶需要甲基钴胺素（MeCbl），一种钴胺素或维生素 B12 的衍生物，以发挥活性（Li et al., 1996总结）。

▼ 克隆与表达

李等人（1996）描述了人蛋氨酸合酶（MTR） cDNA 的分离和表征。为了分离 MTR cDNA，他们利用了 MTR 的进化保守性，并鉴定了与来自线虫的 MTR 序列块具有高度 DNA 同源性的同源大肠杆菌 METH 基因的序列块。然后，他们为 4 个高 DNA 同源性区域设计了引物，并使用这些引物对来自人类淋巴母细胞系的第一链 cDNA 进行 PCR 扩增。其中一对引物扩增了一个 350 bp 的片段，在序列分析中该片段与秀丽隐杆线虫蛋白具有 64% 的同源性。350-bp PCR 片段用于从肝癌 cDNA 文库中分离克隆。该克隆从预测的开放解读码组（ORF）的中间延伸到预测的起始密码子上游几百 bp。李等人（1996）报道人类 MTR 基因编码 1,265 个氨基酸的蛋白质。MTR cDNA 探针在一系列不同的人体组织中检测到 7.5 和 10 kb 的转录本。人类探针与小鼠组织中的单个 5-kb 信息杂交。

Leclerc 等人孤立地和同时地（1996）试图通过鉴定 3 种细菌和秀丽隐杆线虫的蛋氨酸合酶中的 4 个同源区域来克隆人类 MTR 基因。他们利用这些区域的序列设计简并寡核苷酸，从逆转录的 cDNA 中获得 PCR 产物。然后将这些 PCR 产物用于克隆人蛋氨酸合酶基因。勒克莱尔等人（1996）据报道，甲硫氨酸合酶基因编码一个1,265个氨基酸的蛋白质。他们得出结论，根据序列同源性和通过鉴定酶活性缺乏的 cblG 患者中的突变，他们分离的 cDNA 代表蛋氨酸合酶。最显着的序列同源性出现在 4 框 9 到 13 个氨基酸中。方框 2 包含 13 个连续残基，它们在所有已知的蛋氨酸合酶中都是相同的。方框 2 中的序列对应于钴胺素结合域的一部分。

Chen 等人孤立分离了 MTR cDNA（1997）使用基于大肠杆菌和秀丽隐杆线虫蛋氨酸合成酶保守区域的引物进行 RT-PCR。除了主要的 8-和 10-kb mRNAs，Chen 等人（1997）在 Northern 印迹上检测到一个较小的 4.4-kb mRNA 和其他较小的、部分剪接的较大 mRNA。

▼ 基因结构

沃特金斯等人（2002）表征了 MTR 基因的结构，从而确定了外显子-内含子的边界，并能够从基因组 DNA 中扩增基因的 33 个外显子中的每一个。

▼ 测绘

在Mellman 等人的研究中（1979），当通过聚丙烯酰胺凝胶分析从在含有钴 57 标记的钴胺素的培养基中生长的培养成纤维细胞制备的提取物时，发现细胞内放射性与蛋氨酸合酶有关。出于这个原因，也因为这种酶的啮齿动物和人类形式在电泳上是可区分的，这些工作人员可以使用结合来识别啮齿动物-人类体细胞杂交体中人类甲基转移酶（MTR）的存在。通过这种方法，他们将甲基转移酶基因分配给了 1 号染色体。

李等人（1996）使用 cDNA 探针通过原位杂交研究进行染色体作图。他们报告说，MTR 基因对应到 1q42.3-1q44。张等人（1997）发现小鼠 Mtr 基因定位于近端 13 号染色体。

勒克莱尔等人（1996）使用 cDNA 探针和荧光原位杂交将蛋氨酸合酶基因分配给染色体 1q43。

陈等人（1997）通过荧光原位杂交证实了 MTR 基因到 1q42.3-q43 的图谱位置。

▼ 生化特征

Yamada 等人使用纯化的重组人蛋白（2006）发现 MTRR 将 MTR 活性维持在 1:1 的化学计量比。在存在 MTRR 和 NADPH 的情况下，由于在 MTRR 存在下 apoMTR 的稳定性，apoMTR 和甲基钴胺素的全酶形成显着增强。在存在 NADPH 的情况下，MTRR 还能够将 aquacobalamin 还原为 cob（II）alamin，这刺激了 apoMTR 和 aquacobalamin 向 holoMTR 的转化。山田等人（2006）得出结论，MTRR 作为 MTR 的伴侣和水钴胺素还原酶，而不是仅在 MTR 的还原激活中起作用。

▼ 分子遗传学

同型半胱氨酸尿症-巨幼细胞性贫血，cblG 互补型

李等人（1996）回顾了 MTR 在同型半胱氨酸代谢中的作用。他们指出，MTR 中的功能缺失突变会导致血浆同型半胱氨酸水平升高。他们还指出，MTR 活性的缺陷可能在肿瘤发生中起作用，因为大约 50% 的肿瘤细胞需要添加外源性蛋氨酸才能生长，而同型半胱氨酸和叶酸不能替代蛋氨酸。李等人（1996）得出结论，由于甲硫氨酸只能通过同型半胱氨酸的甲基化合成，因此肿瘤细胞不能在同型半胱氨酸上生长表明它们存在甲硫氨酸合酶缺陷。考虑到这一点，古拉蒂等人（1996）分析了来自 2 名 cblG 疾病患者（HMAG; 250940 ）的细胞系中蛋氨酸合酶缺乏的分子基础。79/76 细胞系（来自患有严重神经功能障碍和高胱氨酸尿症但没有巨幼细胞性贫血的患者）具有低水平的 MTR 活性和降低的 MTR mRNA 水平。在 WG1892 细胞系（来自一名患有精神发育迟滞、大红细胞性贫血和同型胱氨酸尿症的患者）中，他们检测到 pro1173 到 leu 突变（156570.0001）和导致 ile881 缺失的 3 bp 缺失（156570.0002）。古拉蒂等人（1996）指出，症状的发作是在每位患者生命的前 4 个月内。

勒克莱尔等人（1996 年）在来自 cblG 病患者的细胞系中，在钴胺素结合结构域附近发现了 2 个突变（156570.0002、156570.0003 ），其中一个突变（ WG1892 ）也被Gulati 等人报道（1996 年）。

在一组 21 名甲基钴胺素缺乏 G（cblG）患者中，Watkins 等人（2002）确定了 13 种新的突变。这些包括 5 个缺失和 2 个无义突变，导致合成缺少对酶功能至关重要的部分的截短蛋白质。此外，在 24 名 cblG 患者的扩展小组中，在 16 名患者中检测到先前描述的错义突变 P1173L（ 156570.0001 ）。使用 MTR 基因内鉴定的序列多态性构建的单倍型分析表明，这种突变，即 CpG 岛中的 C 到 T 转换，已发生在至少 2 个不同的遗传背景上。

待确认的关联

由于母体和胚胎基因型都可能参与确定疾病风险，因此评估叶酸-同型半胱氨酸代谢轴所涉及的基因变异与神经管缺陷风险（ 601634 ）之间的关系变得复杂。杜林等人（2002）设计了一项研究，通过使用两步遗传/不平衡测试来解决有关脊柱裂的母体和胚胎遗传风险因素的问题。分析参与同型半胱氨酸再甲基化/蛋氨酸生物合成的 2 个基因的变体数据，即 MTR 2756A-G（ 156570.0008 ）和蛋氨酸合酶还原酶（MTRR, 或 MSR; 602568 ） 66A-G（ 602568.0003 ））多态性，提供证据表明这两种变异通过母体而不是胚胎基因型影响脊柱裂的风险。对于这两种变异，生育脊柱裂孩子的风险似乎随着母体基因型中高风险等位基因的数量而增加。研究结果强调了在评估假定的脊柱裂易感基因座时同时考虑母体和胚胎基因型的重要性。

张等人（2004）研究了 726 名中国高血压患者（ 145500 ）及其家属，研究 MTR 基因的 asp919-to-glu（D919G）多态性与血管紧张素转换酶（ACE; 106180 ）抑制剂苯那普利的降压作用之间的关联。 . 与 919D 等位基因相比，基于人群和基于家庭的关联测试都表明，919G 等位基因与舒张压降低显着减少有关。没有发现收缩压降低程度与贝那普利治疗之间存在显着关联。

莫斯托夫斯卡等人（2006）发现 2756G 等位基因在 122 名患有口颌裂儿童的波兰母亲中出现频率增加（见119530）。与具有 AA 基因型的母亲相比，具有 GA 或 GG 基因型的母亲生下唇腭裂孩子的优势比为 2.195。在对 174 名患有唇裂/腭裂或仅唇裂的波兰儿童的另一项研究中，Mosowska 等人（2010）发现与 MTR 基因中的 SNP 无关。

▼ 等位基因变体（ 11个精选示例）：

.0001 同型胱氨酸尿症-巨幼细胞性贫血，cblG 补体型
港铁, PRO1173LEU
Gulati 等人在来自患有智力迟钝、大红细胞性贫血和高胱氨酸尿症的 CblG（HMAG; 250940 ）患者的细胞系（WG1892）中（1996）检测到 MTR 基因中的复合杂合突变：3804C-T 转换导致 pro1173-to-leu（P1173L）氨基酸取代和 3-bp 缺失（2926del3; 156570.0002 ）。

在一组 24 名 cblG 障碍患者中，Watkins 等人（2002）在 16 名患者中发现了 P1173L 突变。使用 MTR 基因内鉴定的序列多态性构建的单倍型分析表明，这种突变，即 CpG 岛中的 C 到 T 转换，至少发生在 2 个不同的遗传背景上。

.0002 同型半胱氨酸尿症-巨幼细胞性贫血，cblG 互补型
港铁, 3-BP DEL, NT2926
讨论Gulati 等人在来自 CblG（HMAG; 250940 ）患者的细胞系（WG1892）中以复合杂合状态发现的 MTR 基因（2926del3）中的 3-bp 缺失（1996），见156570.0001。

勒克莱尔等人（1996）还报道了 WG1892 细胞系中的这种突变。他们说，患者是一名白人男性，在 4 岁时被诊断为发育迟缓、震颤、步态不稳、巨幼细胞性贫血和同型胱氨酸尿症。

.0003 同型半胱氨酸尿症-巨幼细胞性贫血，cblG 互补型
港铁，HIS920ASP
勒克莱尔等人（1996）在 cblG（ 250940 ）患者细胞系 WG2290的 MTR 基因中鉴定出杂合形式的 2758C-G 点突变。它导致 his920 到 asp（H920D）替换和 Sau96I 限制位点的丢失。该细胞系中的第二个突变未被发现。该细胞系来源于一名在 3 个月大时出现发育迟缓、严重湿疹、巨幼细胞性贫血、高胱氨酸尿症和甲基丙二酸尿症的高加索男性。

.0004 同型半胱氨酸尿症-巨幼细胞性贫血，cblG 互补型
港铁，IVS3AS，AG，-166
在患有 cblG 变体形式的蛋氨酸合酶缺乏症（ 250940 ）的兄弟姐妹中， Wilson 等人（1998 年）确定了 MTR 基因中 2 个无效突变的复合杂合性：内含子 3 的 -166 位上的 A 到 G 取代，导致 165 bp 插入和提前终止，以及 2 bp 缺失（2112delTC；156570.0005），导致移码和过早终止。患者有严重的疾病，早发和精神运动迟缓。

.0005 同型半胱氨酸尿症-巨幼细胞性贫血，cblG 互补型
港铁, 2-BP DEL, 2112TC
用于讨论 MTR 基因（2112delTC）中的 2 bp 缺失，该缺失在具有 cblG 变体形式的蛋氨酸合酶缺陷（ 250940 ）的兄弟姐妹中以复合杂合状态发现，Wilson 等人（1998），见156570.0004。

.0006 同型胱氨酸尿症-巨幼细胞性贫血，cblG 补体型
港铁、IVS6AS、佐治亚州、LYS203
在一个患有 cblG 变异型蛋氨酸合酶缺乏症的男孩（ 250940 ），Wilson 等人（1998）发现了 MTR 基因的 2 个无效突变的复合杂合性。一个是 1-bp 插入，3378insA（ 156570.0007），这导致了移码和下游终止密码子。另一个是剪接位点突变，导致 mRNA 中有 2 个不同的插入：1 个 78 bp 和另一个 128 bp，从 lys203 之后开始。发现 78 bp 插入是 128 bp 插入的截断版本，缺少最后 50 bp。通过基因组测序，发现插入是外显子 6 后内含子中心附近的 G 到 A 替换的结果，该替换产生了一个隐秘的 3 素受体剪接位点。对于每个插入片段，招募一个神秘的 5 素供体剪接位点来完成新的外显子，一个位于 78 bp 处，另一个位于突变下游的 128 bp 处。新创建的 5 素数供体位点都不是首选，因为 2 个转录本似乎以相等的数量出现。在插入的 9 bp 处出现了一个框内终止密码子。患者在 7 至 10 周龄时出现身材矮小、发育迟缓、进行性虚弱、张力减退、眼球震颤、黄疸、喂养困难和腹泻。威尔丁和斯科特，1992 年）。他患有严重的巨幼细胞性贫血和中性粒细胞减少症、同型半胱氨酸血症、低蛋氨酸血症和无甲基丙二酸尿症的甲亚氨基谷氨酸尿症，这导致诊断为蛋氨酸合成缺陷。治疗导致代谢物水平提高、张力改善和眼球震颤减少，但在 4 岁时出现生长不良、发育迟缓、需要胃造口术的喂养困难、持续性贫血和免疫缺陷。

.0007 同型半胱氨酸尿症-巨幼细胞性贫血，cblG 互补型
地铁，1-BP INS，3378A
用于讨论在患有 cblG 变异型甲硫氨酸合酶缺乏症（ 250940 ）的患者中以复合杂合状态发现的 MTR 基因（3378insA）中的 1 bp 插入，Wilson 等人（1998），见156570.0006。

.0008 神经管缺陷，对叶酸敏感，易感
港铁, 2756A-G
勒克莱尔等人（1996）和陈等人（1997）确定了 MTR 基因的常见 2756A-G 多态性，导致天冬氨酸残基转化为甘氨酸残基。克里斯滕森等人（1999）在 56 名脊柱裂患者（见601634 ）、62 名患者母亲、97 名无神经管缺陷儿童（对照）和90控制。2756G 等位基因与优势比降低有关；没有一个病例和只有 10% 的对照是该变体的纯合子。

异常的 DNA 甲基化是人类肿瘤的共同特征。帕兹等人（2002）研究了在癌细胞中同时观察到的 CpG 岛高甲基化和全局基因组低甲基化的表观遗传过程的个体间遗传易感性。他们对 233 名患有结直肠癌、乳腺癌或肺癌的患者进行了基因分型，发现了参与甲基代谢的 3 个关键基因中的 4 个种系变异。发现异常甲基化与 MTR 2756G 等位基因的纯合性以及 MTHFR 基因的 677T 等位基因的纯合性呈正相关。

杜林等人（2002）分析了这种多态性和甲硫氨酸合酶还原酶基因（ 602568.0003 ）的 A66G 多态性的数据，并得出结论，这两种变异通过母体而不是胚胎基因型影响脊柱裂的风险。对于这两种变异，生育脊柱裂孩子的风险似乎随着母体基因型中高风险等位基因的数量而增加。

博斯科等人（2003）研究了多态性 MTHFR 677C-T（ 607093.0003 ）和 1298A-C（ 607093.0004 ）、MTR 2756A-G 和 MTRR 66A-G（ 602568.0003 ）对唐氏综合症风险（DS; 190685 ）的影响）案例或有 DS 孩子（案例母亲）。同样研究了血浆同型半胱氨酸和其他因素。他们发现，在调整年龄后，总同型半胱氨酸和 MTR 2756 AG/GG 基因型是 DS 孩子的重要危险因素，优势比（OR）分别为 6.7 和 3.5。MTR 2756 AG/GG 基因型显着增加了成为 DS 病例的风险，OR 为 3.8。MTR 2756 AG/MTRR 66 AG 的双重杂合性是单一组合基因型，是 DS 儿童的重要危险因素，在调整总同型半胱氨酸水平后，OR 估计为 5.0。

.0009 同型胱氨酸尿症-巨幼细胞性贫血，cblG 补体型
港铁, ARG585TER
在来自 cblG 病（ 250940 ）患者的细胞系（WG1975 ）中，Watkins 等人（2002）确定了 MTR 基因中的 1753C-T 转换，导致 arg585-to-ter（R585X）取代。预计该突变会导致合成一种截短的蛋白质，该蛋白质缺乏对酶功能至关重要的部分。

.0010 同型胱氨酸尿症-巨幼细胞性贫血，cblG 补体型
地铁，GLU1204TER
在来自 cblG 病（ 250940 ）患者的细胞系（WG2292 ）中，Watkins 等人（2002）确定了 MTR 基因中的 3613G-T 颠换，导致 glu1204-to-ter（E1204X）取代。预计该突变会导致合成一种截短的蛋白质，该蛋白质缺乏对酶功能至关重要的部分。

.0011 同型胱氨酸尿症-巨幼细胞性贫血，cblG 补体型
港铁, ALA410PRO
在来自 cblG 病（ 250940 ）患者的细胞系（WG2009 ）中，Watkins 等人（2002）鉴定了 MTR 基因中的 1228G-C 颠换，导致 ala410 到 pro（A410P）取代。