谷胱甘肽合成酶缺乏症引起的溶血性贫血

谷胱甘肽(GSH)是一种普遍存在的低分子量硫醇,对多种生物学功能都很重要,包括保护细胞免受自由基的氧化损伤,异种生物的解毒作用以及膜转移的影响(Meister和Anderson,1983;Uhlig和Wendel, 1992)。γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(606857)和谷胱甘肽合成酶的连续作用从氨基酸半胱氨酸,谷氨酸和甘氨酸产生GSH。

细胞遗传学位置:20q11.22
基因座标(GRCh38):20:34,928,431-34,956,026

Gene-Phenotype Relationships
Location Phenotype Phenotype
MIM number
Inheritance Phenotype
mapping key
20q11.22 Glutathione synthetase deficiency 266130 AR 3
Hemolytic anemia due to glutathione synthetase deficiency 231900 AR 3

▼ 克隆和表达
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Shi等(1996)克隆并鉴定了人GSS基因。

▼ 测绘
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Webb等(1995)通过与谷胱甘肽合成酶cDNA杂交的Southern印迹发现,在人类基因组中似乎存在单个谷胱甘肽合成酶基因(GSS)。体细胞杂种的分析表明,GSS位于20号染色体上,并且通过荧光原位杂交将这种分配细化为20q11.2。

▼ 分子遗传学
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Shi等(1996)在3个具有谷胱甘肽合成酶缺乏症(GSSD; 266130)或5-氧代脯氨酸尿症的家庭中对GSS基因进行了突变搜索,该疾病是一种常染色体隐性遗传疾病,其严重形式是大量排泄5-氧代脯氨酸,代谢酸中毒,溶血性贫血和中枢神经系统损害。他们确定了6个等位基因在GSS基因突变的7:1个的剪接位点突变,2个缺失,和4个错义突变(601002.0001 - 601002.0006)。这些等位基因编码的cDNA的细菌表达和酵母互补分析表明其功能缺陷。他们还鉴定了GSS基因的纯合错义突变(601002.0007)的患者受轻度GSS缺乏症的影响,这种疾病显然仅限于红细胞,仅与溶血性贫血有关(GSSDE; 231900)。

达尔等(1997)在9例严重谷胱甘肽合成酶缺乏症患者中,GSS基因共鉴定出13个不同的突变。这些患者均无关,来自不同的地理区域。所有患者均出现代谢性酸中毒,溶血性贫血和5-氧代蛋白尿。然而,神经系统症状是可变的。在涉及的13个不同的错义突变中,有2个在中枢神经系统功能受损的患者中发现。其中一名年龄为22,最近一次检查的智商低,视网膜造影异常。发现4例患者为复合杂合子,2例为纯合子。在4例具有不同错义突变的案例中,从cDNA表达的重组蛋白中证实了酶活性降低。病人标本的生化分析结果,达尔等(1997)建议两个谷胱甘肽合成酶等位基因的功能完全丧失可能是致命的。他们推测,在大多数严重GS缺乏的患者中,错义突变将占表型。

Njalsson等人在来自33个家庭的41例患者(以前报道过33例)中存在谷胱甘肽合成酶缺乏症(2005)评估了基因型,酶活性,代谢产物水平和临床表型。他们确定了27种不同的突变。23例为纯合子,18例为复合杂合子。无法根据培养的成纤维细胞中的酶活性或谷胱甘肽或γ-谷氨酰半胱氨酸水平来区分中度和重度临床表型。所有引起移码,提前终止密码子或异常剪接的突变均与中度或严重的临床表型有关。Njalsson等(2005年) 结论是,其他遗传或环境因素至少会改变中度和重度表型,并且给予患者的临床分类可能会受到随访变化的影响。

▼ 等位基因变异体(7个示例):
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.0001谷胱甘肽合成酶缺乏症
GSS,ARG164GLN
在一个有两个兄弟表现出5-氧代脯氨酸尿症(GSSD;266130),代谢性酸中毒,溶血性贫血和智力低下的家庭中,Shi等人(1996年)发现了GSS基因突变的复合杂合性:cDNA外显子4(位置491)末端的G到A过渡,这可能导致RNA剪接错误或错义突变(arg164到gln); 并且在外显子1中,缺失对应于cDNA序列(+ 1ATGGCC ...)中核苷酸3或4的G,从而预测翻译起始位点的移码和/或取消。这2个更改分别指定为491G-A和3(4)delG。

.0002谷胱甘肽合成酶缺乏症
GSS,1-BP DEL,NT3 / 4G
为了讨论GSS基因(3(4)delG)中1-bp的缺失,Shi等人在具有5-氧代脯氨酸尿症的2个兄弟中以复合杂合状态(GSSD;266130)发现了该缺失(1996),参见601002.0001。

.0003谷胱甘肽合成酶缺乏症
GSS,ARG267TRP
Shi等人在患有5-氧代脯氨酸尿症(GSSD;266130)的患者中(1996年)在GSS基因的799位和847位核苷酸处发现了2个C到T跃迁的复合杂合性,这意味着外显子8和9中有2个错义突变:arg267到trp(R267W)和arg283到cys(R283C; 601002.0004)。分别。

.0004谷胱甘肽合成酶缺乏症
GSS,ARG283CYS
为了讨论GSS基因中的arg283-cys(R283C)突变,由Shi等人在具有5-氧代脯氨酸尿症(GSSD;266130)的患者中以复合杂合状态发现(1996),参见601002.0003。

.0005谷胱甘肽合成酶缺乏症
GSS,ARG125CYS
Shi等人在患有5-氧代脯氨酸尿症(GSSD;266130)的患者中(1996年)发现了3个序列改变:2个错义突变(373C-T,导致arg125变为cys,941C-T,导致pro314导致leu)和6 bp的读框缺失(1137del6,导致缺失)。 val380和gln381)分别位于外显子4、9和11中。R125C突变是由父亲遗传的;其他2个突变来自母亲,表明它们在同一等位基因上(601002.0006)。在体外表达系统中,对应于该家族的2个等位基因的突变cDNA未能互补并产生具有不可检测的活性(373C-T)或改变的溶解度(双重突变等位基因)的蛋白质。

.0006谷胱甘肽合成酶缺乏症
GSS,PRO314LEU和6-BP DEL,NT1137
为了讨论在5-氧代脯氨酸尿症(GSSD; 266130)中 GSS基因中具有R125C取代的复合杂合状态下顺式pro314-leu(P314L)取代和6-bp缺失(1137del6))Shi等人(1996),参见601002.0005。

.0007红细胞的谷胱甘肽合成酶缺乏症,由于
GSS,ASP219GLY
Shi等人在GSS缺乏症患者中仅限于红细胞,仅与溶血性贫血有关(GSSDE; 231900)(Mohler等,1970)(1996)发现656A-G过渡的纯合性导致和asp219到gly(D219G)替换。尽管患者的父母没有亲戚关系,但他们都是苏格兰血统,他们的家人在同一县生活了几代人。等位基因负责降低表达蛋白的活性和不稳定性,但比Shi等人发现的其他6个等位基因更具活性(1996)导致5-氧代脯氨酸尿症。

Vives Corrons等(2001)发现纯合性的D219G突变在2个无关的西班牙成年人中具有很好的溶血综合症,且无贫血或脾肿大。蚕豆摄入后发生急性溶血性贫血后,其中一名患者被确诊。