Ehlers-Danlos综合征

赖氨酰羟化酶（EC 1.14.11.4）通过X-lys-gly序列中赖氨酸残基的羟化作用，催化胶原蛋白和其他具有胶原样氨基酸序列的蛋白质中羟赖氨酸的形成。该酶是由分子量约为85 kD的亚基组成的同型二聚体。没有显著同源性已经发现赖氨酰羟化酶的一级结构和2种类型的脯氨酰-4-羟化酶（的子单元之间176710，176790），尽管这2种胶原羟化酶之间在动力学特性上有显着相似性。赖氨酰羟化酶反应中形成的羟赖氨酸残基具有两个重要功能：首先，它们的羟基充当碳水化合物单元（单糖半乳糖或二糖葡萄糖基半乳糖）的连接位点；第二，它们对于分子间胶原交联的稳定性是必不可少的（Hautala等，1992）。

细胞遗传学位置：1p36.22
基因座标（GRCh38）：1：11,934,716-11,975,536

▼ 克隆和表达
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Hautala等（1992）从人胎盘λ-gt11cDNA文库分离并表征了赖氨酰羟化酶的cDNA克隆。克隆编码具有709个氨基酸残基的多肽和18个氨基酸的信号肽。人编码序列在核苷酸水平上与小鸡序列显示72％的同一性，在氨基酸水平上显示76％的同一性。C末端区域特别保守。残基588至727显示出两种物种之间94％的同一性，残基639至715显示出99％同一性。

Yeowell等（1992）也分离了赖氨酰羟化酶的cDNA。从12例无后凸性脊柱侧凸Ehlers-Danlos综合征患者（EDSKSCL1; 225400）分离的成纤维细胞RNA的Northern印迹杂交结果显示，在2例患者中，另外一个mRNA可能代表了赖氨酰羟化酶缺乏的突变。

▼ 测绘
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Hautala等（1992年）通过对人/小鼠体细胞杂种的Southern印迹分析，将代表PLOD（用于原胶原赖氨酸的2-氧戊二酸5-二加氧酶）的编码赖氨酰羟化酶的基因定位到1pter-p34区域，该基因通过1个人类/小鼠体细胞杂种的Southern印迹分析。细胞杂种，包含人类染色体1的各种重排，并通过原位杂交形成1p36.3-p36.2。因此，PLOD基因不仅与脯氨酰-4-羟化酶没有相似性（尽管在动力学特性上有相似性），而且也没有与该酶的α和β亚基的基因（位于10和17号染色​​体）相关联。分别。

在研究重组近交系时，McClive和Morahan（1994）将小鼠同源物Plod分配给了4号染色体。

▼ 基因结构
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Heikkinen等（1994年）分离出PLOD基因的基因组克隆，并确定它包含19个外显子和一个5个引物侧翼区域，具有管家基因共有的特征。该基因在不同组织中的组成型表达表明，赖氨酰羟化酶具有基本功能。通过对已发现许多突变和重排集中的内含子进行测序，他们证明了其中包含的许多Alu序列导致的内含子9和内含子16具有广泛的同源性。内含子9包含5个，内含子16包含8个Alu序列。这些内含子中许多短的相同或互补序列中的高度同源性似乎在基因内产生了许多潜在的重组位点。

▼ 分子遗传学
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Yeowell和Walker（2000）指出，已经在PLOD1基因中鉴定出至少20种不同的突变，这些突变导致了驼背性Ehlers-Danlos综合征（EDSKSCL1; 225400），以前称为EDS VI（EDS6）。已在5个或更多无关患者中鉴定出其中两个突变，即内含子Alu序列的同源重组（153454.0002）和外显子14 的无意义突变Y511X（153454.0007）引起的外显子10-16的大量重复。。这两个突变似乎都起源于单个祖先基因。已经确定了涉及替代剪接和mRNA降解的替代加工途径，这些途径降低了突变等位基因的作用并恢复了赖氨酰羟化酶的部分活性。

由于Nevo综合征的临床特征与EDS VI相似，因此Giunta等人（2007年）（2005年）研究了7例这种疾病的患者，其中2例先前由Al-Gazali等报道（1997）和Hilderink and Brunner（1995）撰写的 1 。6例患者纯合PLOD1基因arg319-ter突变（R319X; 153454.0001），1例纯合大缺失PLOD1外显子17（153454.0006）。Giunta等（2005年） 结论是，Nevo综合征在临床上与EDS VI并无区别，并提供证据表明，出生时长和腕部下降，除了肌肉张力减退和后凸畸形外，还应促使医师比以前更早考虑EDS VI。

▼ 等位基因变异体（10个示例）：
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.0001艾勒斯-丹罗斯综合症，狂笑型，1
PLD1，ARG319TER
Hyland等在2个患有脊柱后凸性埃勒斯-丹洛斯综合症（EDSKCL1; 225400）的姐妹中（1992）确定了单个碱基对取代的纯合性，其将精氨酸-319（CGA）转化为终止密码子（TGA）（arg319-ter； R319X）。健康的父母是第一表亲，而3个健康的同胞中有2个是杂合子。该突变导致源自患者成纤维细胞的提取物中几乎完全没有赖氨酰羟化酶活性。Steinmann等（1993）详细描述了来自卡塔尔的2个姐妹，并提供了插图（请参见图15，第376页）。他们表现出特征性特征，包括巩膜偏蓝，近视，散光和微角膜。两者均为婴儿，因为哭闹不佳，吸吮困难和运动发育迟缓而软弱。在这两种情况下，广泛的神经肌肉检查均为阴性。出生时每人都有脊柱后凸畸形；在姐姐中，严重和进行性脊柱畸形需要在7岁时插入杆。Steinmann等（1993）评论说，妹妹受到的影响要轻得多，从而说明了家庭内部的变异性。Steinmann等（1995）在这些同胞中报道了EDS6的特征性的赖氨酰吡啶啉：羟基赖氨酰吡啶啉的尿比改变。由于它们的突变消除了酶的高度保守的C末端一半，据信这是造成亚铁离子辅因子结合的原因，因此应导致其活性完全丧失（Hyland等，1992），因此未知在没有赖氨酰羟化酶的情况下如何形成吡啶啉交联。最合理的解释是预测的但仍是假设的N-端肽特异性赖氨酰羟化酶的存在（Royce and Barnes，1985）。

来自阿拉伯联合酋长国的5个家庭的6名患者患有Nevo综合征，其中Al-Gazali等报道了其中2名（1997），Giunta等（2005年）确定了R319X突变。在所有6例患者中，Giunta等人（2005年）确定了内含子13中30111G-A多态性与顺式疾病相关突变的共分离，表明有创始效应。在卡塔尔的两个同胞中未发现与R319X突变相关的多态性。

.0002 EHLERS-DANLOS综合征，膝关节型1
PLOD1，8.9 KB DUP
在Pinnell等人的 2个患有后凸性脊柱侧凸Ehlers-Danlos综合征（EDSKSCL1; 225400）的姐妹的细胞中（1972）首先证明了赖氨酰羟化酶活性的降低，Hautala等（1993）证明了核苷酸1176至1955重复的纯合性，对应于正常序列中的氨基酸326至585。在受影响的细胞中产生的PLOD的mRNA大小约为4 kb，而在对照细胞中则为3.2 kb。根据Southern印迹数据，基因的重复区域估计为约6至9kb，并对应于7个外显子。

Pousi等人研究了 20年前从皮肤活检建立的成纤维细胞培养物（1994年）报道了Sussman等人在49岁的女性中显示出相同的突变，该女性显示出缺乏羟赖氨酸的皮肤胶原蛋白（1974）。除了关节松动，皮肤可拉伸和脆弱，易碎性和肢端发cyan外，患者还患有严重的脊柱侧弯和严重的眼部并发症，最终导致双侧视网膜完全脱离。弟弟同样在轻度创伤后仍保持双侧视网膜脱离，他的姐姐完全失明。兄弟的父母和三个孩子都很正常（McKusick，1972）。Pousi等（1994）可能表明，这与家庭报告中的重复Hautala等（1993）是由铝-铝重组引起的。Pousi等（1994年）克隆了重复的连接片段，从而允许合成适当的引物，以快速筛选其他VI型EDS家庭中的这种重排。该突变显然是纯合的。简单序列重复多态性分析不支持两个家族中的任何一个的单亲等位基因遗传。

PLOD中的7-外显子重复显示为8.9kb，并且是由基因的内含子9和16中的Alu-Alu重组引起的（Pousi等，1994）。重复没有干扰内含子的剪接，受影响细胞中赖氨酰羟化酶的cDNA序列显示，mRNA的长度增加了，其中包含串联重复的326至585位氨基酸的核苷酸。在两个没有亲缘关系的父母的无关家庭中，这种重复的明显纯合性表明，该突变可能在其他EDS6家族中发现。使用PCR，Heikkinen等（1997）分析了来自不同国家的26个另外的EDS6家族，发现其中7个家族有此重复。他们的数据表明，在研究的35个EDS6家族中，此突变等位基因的频率为19.1％。单倍型分析显示复制周围的DNA区域的序列有变化。

Yeowell（1999）在一个当时患有严重后凸硬化性EDS的5岁男孩中发现，母亲等位基因上有7个外显子重复，而父亲等位基因上有R670X无意义突变（153454.0010）。产前诊断显示胎儿中仅R670X突变为杂合性，预示未受影响的后代。

.0003 EHLERS-DANLOS综合征，狂笑型，1
PLOD1，GLY678ARG
Ha等人的墨西哥裔美国人后裔患有后凸性脊柱侧凸Ehlers-Danlos综合征（EDSKSCL1; 225400）（1994年）发现了PLOD基因突变的复合杂合性：2056G-A过渡，导致父本等位基因上高度保守的酶区域中的gly678-arg（G678R）取代，以及3 bp缺失（1618_1620del），导致母体等位基因上的残基glu532（153454.0003）丢失。父母双方都没有EDS的临床证据。该患者足月出生，胎膜未破裂。他出生时被发现表现出半面部不对称以及右手腕和髋关节脱位。VI型Ehlers-Danlos综合征（EDS6;225400）包括近视，超伸和柔软的皮肤以及营养不足的伤口愈合。在6个月大时进行双侧疝气和兰花科手术，在3岁大时进行Harrington棒固定治疗后凸畸形。事实证明，他具有抗坏血酸反应能力，并且从6岁到大约14岁之间，当他停止服用抗坏血酸药物时都表现良好。这些特征由Dembure等报道（1984年，1987年），Elsas等（1978）和Miller等（1979）。15岁那年，他在大腿上部发生了自发性动脉破裂。双侧静脉血栓形成是由于压缩性淤积，需要进行筋膜切开术。重新设置抗坏血酸的药理量（5.0 g / d），伤口愈合正常。皮肤的氨基酸分析显示，每1000个残基中的羟赖氨酸为零，正常值为每1000个中5个。对培养的真皮成纤维细胞中赖氨酰羟化酶活性的分析表明，患者的赖氨酰羟化酶与脯氨酰羟化酶之比为对照值的24％。从对父母的皮肤成纤维细胞进行的相同分析推导了常染色体隐性遗传方式，其父亲和母亲的赖氨酰羟化酶活性相对于脯氨酰羟化酶活性分别为52％和86％。

.0004 EHLERS-DANLOS综合征，狂笑型，1
PLOD1，3-BP DEL，NT1618
对于Ha等人在患有脊柱侧凸型埃勒斯-丹洛斯综合症（EDSKSCL1; 225400）的患者中以复合杂合状态发现的PLOD1基因中的3 bp缺失（1618_1620del）的讨论（1994），参见153454.0003。

.0005埃勒斯-丹洛斯综合症，青少年型，1
PLOD1，IVS15、1-BP DEL，A，-2
Pousi等在患有脊柱后凸型Ehlers-Danlos综合征（EDSKSCL1; 225400）的患者中，赖氨酰羟化酶活性明显降低（1998）发现在PLOD基因中存在缺失突变和剪接缺陷的复合杂合性。从患者皮肤成纤维细胞中分离的RNA的RNA分析表明，赖氨酰羟化酶mRNA被截短。PCR和序列分析证实了该截短，并表明该细胞含有两种类型的缩短的mRNA，一种缺少对应于外显子16的序列，另一种缺少对应于外显子17的序列。基因组DNA分析表明，倒数第二个腺苷从3-位缺失。 1个等位基因的内含子15的主要末端。该缺陷似乎是导致从转录本中跳过外显子16序列的原因。另一个从母亲那里继承的等位基因包含一个Alu-Alu重组，缺失了约3,000 bp，包括外显子17（153454.0006）。在外显子16和外显子17中鉴定出的突变不会改变转录本的阅读框架。

.0006 EHLERS-DANLOS综合征，狂笑型，1
PLOD1，3 KB DEL，EX17DEL
为了讨论在PLOD1基因中的3kb缺失，该基因在Pousi等人的后凸性脊柱侧凸Ehlers-Danlos综合征（EDSKSCL1; 225400）的患者中以复合杂合状态发现（1998），请参阅153454.0005。

在Hilderink和Brunner（1995）先前报道的Nevo综合征患者中，Giunta等（1995）报道（2005年）确定删除PLOD1基因外显子17纯合性。该患者是荷兰最早的堂兄弟姐妹的后代。出生时，他被发现身材过长，并且低渗，需要通气几分钟。他还表现出手和脚的掌状水肿，纺锤形的手指，狭窄的胸部，脚的背屈挛缩，胸腰椎脊柱侧弯和手腕活动过度，称为腕部掉落。马凡氏综合症（154700）因涉嫌迷路类动物而被怀疑。在7周大的时候，他的身高超过了第97个百分位数，并且患有全身性肌张力低下和严重的胸椎后凸畸形。到13岁为止，没有发生眼部并发症。但是，该患者患有中度近视（屈光度为-3屈光度）和微角膜（双侧屈光度为9 mm）。超声检查主动脉正常。频繁的中耳感染一直是一个主要的健康问题，要求中耳手术治疗11岁的胆脂瘤。在12岁的时候，他的身高为170厘米（比第97个百分点高4厘米），手臂跨度为117厘米。

.0007埃勒斯-丹罗斯综合症，狂犬病型，1
PLOD1，TYR511TER
在患有脊柱后凸型埃勒斯-丹洛斯综合征（EDSKSCL1; 225400）的患者中，Yeowell 和Walker（1997）他们发现了复合杂合性，在每个PLOD等位基因中都有致病性突变，导致成纤维细胞中的mRNA和赖氨酰羟化酶活性非常低。一个等位基因包含父本遗传的1557C-G过渡，该过渡将511位密码子从酪氨酸转变为终止密码子（Y511X），并在PLOD基因的第14外显子处引入了NheI限制性位点。另一个等位基因中的突变是外显子5缺失，在外显子7的开始产生了一个短的PCR转录，并产生了一个过早的终止密码子。先证者和他母亲的内含子5（gt to at）（153454.0008）。通过RT-PCR，与正常等位基因相比，亲本的成纤维细胞显示每个突变等位基因的水平成比例地降低。在随后的妊娠中，通过研究妊娠10周时获取的绒毛膜绒毛细胞，仅通过发现母亲的剪接位点突变的杂合性就可以正确地预测胎儿在临床上是正常的（Yeowell和Walker，1999年）。

在另一例严重后凸畸形EDS患者中，Walker等人（1999）发现Y511X突变纯合状态。该疾病的常染色体隐性遗传性已通过以下事实得到证实：具有1个突变和1个正常等位基因的母亲在临床上未受影响。

.0008埃勒斯-丹罗斯综合症，狂笑型，1
PLOD1，IVS5DS，GA，+ 1
Yeowell 和Walker（1997）讨论了脊柱后侧凸Ehlers-Danlos综合征（EDSKSCL1; 225400）患者以复合杂合状态发现的PLOD1基因的剪接位点突变，请参阅153454.0007。

.0009埃勒斯-丹洛斯综合症，青少年型，1
PLOD1，TRP612CYS
Brinckmann等在3名后凸性脊柱侧凸Ehlers-Danlos综合征（EDSKSCL1; 225400）患者中有2名（1998）发现相对普遍的8.9 KB复制（153454.0002）插入PLOD1基因中。在第三位患者中，他们在核苷酸2036处发现了G到C的转化，从而导致该酶高度保守的C端区域中的半胱氨酸取代了色氨酸（W612C）。母亲因突变而杂合。认为从父亲继承的等位基因中发生了空突变。该患者为男性，出生时出现肌张力低下，脊柱后凸和习惯性肩shoulder脱。关节活动过度和皮肤超伸度中等。皮肤出现萎缩性疤痕，并存在角膜。他15岁时中风。

.0010埃勒斯-丹洛斯综合症，青少年型，1
PLG1，ARG670TER
Yeowell（1999）在一个5岁的患有严重脊柱后凸性埃勒斯-丹洛斯综合症（EDSKSCL1; 225400）的男孩中，发现了PLOD1基因突变的复合杂合性：一种从父亲遗传的arg670-to-ter（R670X）突变，并从母亲那里继承了7个外显子（153454.0002）。