蔗糖酶-异麦芽糖酶; SI

HGNC 批准的基因符号：SI

细胞遗传学位置：3q26.1 基因组坐标（GRCh38）：3:164,978,897-165,078,495（来自 NCBI）

▼ 描述

SI 基因编码蔗糖酶异构酶，这是一种由 2 个高度相似的蔗糖酶和异麦芽糖酶亚基组成的酶，源自单一多肽前体 pro-SI。它是一种 II 型跨膜糖蛋白，优先在肠刷状缘膜极化肠上皮细胞的顶膜中表达，对于膳食碳水化合物的加工至关重要。成熟的肠道蛋白是异二聚体，通过肠腔中的蛋白水解裂解产生，其中蔗糖酶和异麦芽糖酶结构域仍然通过非共价相互作用保持关联（Rodriguez 等人总结，2013）。

▼ 克隆与表达

Hauser 和 Semenza（1983）综述了蔗糖酶异麦芽糖酶的分离纯化及其与刷状缘膜的结合方式。

戴维斯等人（1987）从人空肠 lambda gt11 文库中分离出编码人蔗糖酶-异麦芽糖酶 N 末端异麦芽糖酶区域（EC 3.2.1.48）的 cDNA 克隆。该酶由 2 个亚基组成，合成为富含甘露糖的单链前体。Chantret 等人通过对 cDNA 的研究（1992）表明人蛋白与兔酶有 83% 的同一性。除了之前报道的与溶酶体 α-葡萄糖苷酶（606800）的同源性外，蔗糖酶和异麦芽糖酶亚基似乎与酵母葡糖淀粉酶同源。

▼ 基因功能

Sander 等人（2006）指出SI基因编码双功能蛋白质，异麦芽糖酶亚基包含氨基酸1至1007，蔗糖酶亚基包含在氨基酸1008至1827内。因此，SI基因3-prime部分的突变不一定影响异麦芽糖酶活性。

▼ 测绘

利用 cDNA 探针研究体细胞杂交和原位杂交，Davis 等人（1987）将 SI 基因定位于染色体 3q22-q26。另请参见格林等人（1987）。韦斯特等人（1988）通过原位杂交得出区域分配3q25-q26。燕子等人（1991）证明了与 3q 上 DNA 标记的联系。吴等人（1992）克隆并测序了人类 SI 基因 5-prime 侧翼区域的 3.6 kb。与报道的基因的连锁表明该基因的转录涉及近端和远端调节元件。

比肯迈尔等人（1993）得出结论，在小鼠中，蔗糖酶-异麦芽糖酶（Si-s）的结构基因与 3 号染色体上的调节基因（Si-r）密切相关。

▼ 分子遗传学

Ouwendijk 等人在一位患有表型 II 蔗糖酶-异麦芽酶缺乏症（CSID; 222900）的患者中，其特征是高尔基体中富含甘露糖的 SI 细胞内积聚（1996）鉴定出 SI 基因中的纯合突变（Q1098P; 609845.0001）。CSID 是突变导致分子无法转移的疾病的一个例子。欧文迪克等人（1996）指出 SI 不会被转运到刷状缘膜，而是在内质网（ER）、ER-高尔基体中间室和顺式高尔基体中作为富含甘露糖的前体积累，并最终在那里被降解。

雅各布等人（2000）鉴定出 SI 基因中的 L340P 突变（609845.0002），导致 ER 中 SI 发生异常的细胞内裂解。

斯波兹伯格等人（2001）在 SI 基因中发现了 Q117R 突变（609845.0003），该突变引起酶错配至基底外侧膜。里兹等人（2003）检测到导致 ER 阻塞的 L620P 突变（609845.0004）。

桑德等人（2006）分析了 11 名患有先天性蔗糖酶-异麦芽酶缺乏症的匈牙利患者的 SI 基因，这些患者没有任何先前发现的突变。他们的分析总共揭示了 43 个 SI 变异，其中 15 个位于外显子内，1 个位于剪接位点。氨基酸交换是由 8 个外显子突变引起的，导致低等位基因或无效等位基因。预计剪接位点突变将导致无效等位基因。所有潜在的病理改变仅存在于 1 个等位基因上。在 11 名患者中，有 6 名的 CSID 表型可以用复合杂合性来解释。

体细胞突变

通过全外显子组分析，Rodriguez 等人（2013）在 105 名慢性淋巴细胞白血病（CLL; 151400）患者中，有 4 名患者发现了 SI 基因的体细胞杂合突变。4 个体细胞突变中的 3 个（D1193N、W1493C 和 T1680I）位于 C 端蔗糖酶结构域，而其余突变 R91T 位于异麦芽糖酶结构域的 N 端。其中 3 个突变的体外转染研究表明，与野生型相比，它们导致蔗糖酶活性丧失：D1193N 显示活性降低 25%，R91T 显示活性降低 4 倍，W1493C 基本上没有残留活性。免疫印迹和免疫荧光研究表明，突变蛋白的复杂糖基化程度不同程度降低，并且在内质网中异常积累，这与活动减少相关。研究结果表明，体细胞突变通过改变细胞内转移来损害 SI，导致酶前体在细胞内积累，并最终减少或完全取消成熟 SI 到细胞表面的分类。肿瘤细胞的基因表达谱提供了代谢重编程独特特征的证据，包括碳水化合物代谢、辅因子生物合成和氧化磷酸化的变化。

▼ 等位基因变异体（8 个选定示例）：.

0001 蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症，先天性
SI，GLN1098PRO
Ouwendijk 等人（1996）表明，来自表型 II 蔗糖酶异麦芽糖酶缺乏症（CSID; 222900）患者的 SI，其特征是高尔基体中富含甘露糖的 SI 的细胞内积累，在酶复合物的蔗糖酶亚基编码区的核苷酸 3298 处携带突变 A-to-C，导致脯氨酸取代谷氨酰胺-1098（Q1098P）。

.0002 蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症，先天性
SI，LEU340PRO
在一名患有先天性蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症（CSID；222900）的 2 岁患者中，Jacob 等人（2000）在 SI 基因的核苷酸 1021 处检测到 T 到 C 的转变。该突变在异麦芽糖酶亚基中引入了 leu340 到 pro（L340P）的变化，并导致内质网中 SI 的细胞内裂解。

.0003 蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症，先天性
SI，GLN117ARG
在一名患有先天性蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症（CSID；222900）的 4 岁患者中，Spodsberg 等人（2001）鉴定了 SI 基因第 412 位核苷酸处的 A 到 G 转变，导致密码子 117（Q117R）处的谷氨酰胺变为精氨酸。该突变引起酶错配至基底外侧膜。

.0004 蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症，先天性
SI，LEU620PRO
对于先天性蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症（CSID；222900）的患者，Ritz 等人（2003）在蔗糖酶异麦芽糖酶中发现了 leu620 到 pro（L620P）的氨基酸取代，导致该酶主要在内质网中积累。

.0005 蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症，先天性
SI，CYS1229TYR
Sander 等人（2006）描述了 2 名匈牙利同胞，他们最初被诊断为先天性蔗糖酶-异麦芽酶缺乏症（CSID; 222900）；然而，其中一名同胞从最初的临床症状中恢复良好，并且随着年龄的增长，症状完全消失。康复的患者在 SI 基因的 1 个等位基因上有 cys1229 至 tyr（C1229Y）突变，而另一名同胞是该等位基因的复合杂合子，其中一名同胞有 phe1745 至 cys 突变（609845.0006）。桑德等人（2006）得出结论，症状轻微的同胞受到 SI 基因单倍体不足的影响，同时保留了该基因的 1 个功能拷贝。C1229Y 替代源自 3686G-A 转变。

.0006 蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症，先天性
SI，PHE1745CYS
Sander 等人在 2 名匈牙利同胞中，在生命早期就诊断出先天性蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症（CSID；222900）（2006）发现 1 是 SI 基因突变的复合杂合子：C1229Y（609845.0005）和 phe1745 至 cys（F1745C）。F1745C 取代源自外显子 46 中的 5234T-G 颠换。另外两名患者也发现了这种杂合性突变。

.0007 蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症，先天性
SI，VAL577GLY
在 2 名患有先天性蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症的匈牙利同胞中（CSID；222900），Sander 等人（2006）发现 SI 基因突变的复合杂合性：外显子 16 中的 1730T-G 颠换导致 val577 到 gly 取代（V577G），以及 27 中的 3218G-A 转换导致 gly1073 到 asp（G1073D）取代（G1073D; 609845.0008）。

.0008 蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症，先天性
SI，GLY1073ASP
用于讨论 Sander 等人在 2 位患有先天性蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症（CSID; 222900）的同胞中发现的 SI 基因中的 gly1073-to-asp（G1073D）突变（2006），参见 609845.0007。在单个患者的杂合性中也发现了这种突变。