岩藻糖苷酶，α-L，1; FUCA1

α-L-岩藻糖苷酶 1
岩藻糖苷酶，α-L，组织；FUCA

HGNC 批准的基因符号：FUCA1

细胞遗传学定位：1p36.11 基因组坐标（GRCh38）：1:23,845,076-23,868,331（来自 NCBI）

▼ 描述

α-L-岩藻糖苷酶（EC 3.2.1.51）是一种溶酶体酶，参与含岩藻糖糖蛋白和糖脂的降解（Occhiodoro 等，1989）。在人类中至少识别出 2 种孤立的多态性 α-L-岩藻糖苷酶：组织中的 FUCA1（岩藻糖苷沉积症中缺乏）（230000）和血浆中的 FUCA2（136820）。

▼ 克隆和表达

Occhiodoro 等人（1989）从人肝脏、胎盘和结肠 cDNA 文库中分离出几种 α-L-岩藻糖苷酶 cDNA，并构建了全长 FUCA1 cDNA。推导的蛋白质包含22个氨基酸的信号序列和461个氨基酸的成熟蛋白质。通过 Northern blot 分析，Kretz 等人（1992）在淋巴母细胞、睾丸和上皮细胞中证明了 2.3 kb 的 FUCA1 mRNA。

在大鼠中，α-L-岩藻糖苷酶是一个四聚体，具有 2 个结构不同的亚基：α 和 β（Carlsen 和 Pierce，1972）。

▼

通过家庭研究绘制地图，Corney 等人（1977）表明Rh（111700）和α-岩藻糖苷酶密切相关。Goss-Harris 作图方法结合了家族重组研究和杂交细胞同线性测试的特征。当应用于 1 号染色体时，该方法显示 AK2（103020）和 UMPK（191710）位于 PGM1（171900）的远端，并且位点的顺序为 PGM1: UMPK:（AK2, α-FUC）: ENO1（172430）（Goss 和 Harris, 1977）。

基于椭圆形红细胞增多症和 PGD（172200）家族分离以及常见的多态性 Rh、PGM1 和 α-岩藻糖苷酶，Cook 等人（1977）得出结论，在雄性中，1p 的图谱是 1pter--PGD--18%--El--2%--Rh--2%--α-FUC--25%--PGM1--着丝粒。在女性中，上述区间估计分别为 22%、4%、2% 和 37%。Rouleau 等人绘制的 1 号染色体连锁图谱中（1990），FUCA1 被放置在 Rh 远端 8 cM 处。

卡里特等人（1982）提出了 FUCA 位于 1p34 的证据。在体细胞杂交研究的基础上，Fowler 等人（1986）指出FUCA基因最可能的位置是1p34的远端区域。

假基因

Fowler 等人通过体细胞杂交 DNA 的 Southern 分析（1986）在2号染色体上检测到与FUCA基因同源的位点。他们将第二个位点命名为FUCA1L。Carritt 和 Welch（1987）在体细胞杂交研究中使用 cDNA，证明了 2 号染色体上存在明显加工过的 FUCA 假基因。 Coucke 等人（1991）通过荧光原位杂交和指趾成像显微镜将假基因 FUCA1P 分配给 2q31-q32。通过 2q24-q32 中 FUCA1P 和 COL3A1（120180）之间的连锁分析证实了定位，其在 3% 重组时的最大 lod 得分为 4.03。

▼ 基因结构

Kretz 等人（1992）报道了FUCA基因和岩藻糖苷酶假基因的结构。FUCA 包含 8 个外显子，跨度 23 kb。开放解读码组的 5-prime 序列显示多个转录因子结合位点，但没有 TATA 框。发现该假基因与 FUCA cDNA 80% 相同，但不包含开放解读码组。

▼ 分子遗传学

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

特纳等人（1975）通过薄层丙烯酰胺凝胶等电聚焦技术证明了α-岩藻糖苷酶的常见多态性。

在大约 20% 的岩藻糖苷沉积症家族中，Southern 印迹分析表明 FUCA1 基因开放解读码组中的单个 EcoRI 限制位点被消除。克雷茨等人（1989）证明岩藻糖苷沉积症患者中 EcoRI 位点的缺失是由 FUCA1 基因中的 C 到 T 转变决定的，导致 gln351 到 ter 的取代（612280.0001）。

Seo 等人通过 PCR 扩增和测序 FUCA1 基因的所有 8 个外显子（1993）确定了 6 个被认为导致岩藻糖苷沉积症的突变（612280.0005-612280.0010）。

克拉格等人（1997）研究了 8 名根据临床和酶学依据诊断为岩藻糖苷沉积症的患者中 α-L-岩藻糖苷酶缺乏的分子基础。所有患者均未出现 FUCA1 基因缺失或明显改变。SSCP 分析随后对扩增的外显子和侧翼区域进行直接测序，确定了 8 名患者中 6 名的推定致病突变，这些患者患有严重的疾病，残留岩藻糖苷酶活性和蛋白质非常低。这 6 个突变中有 5 个以前没有被描述过。

威廉姆斯等人（1999）回顾了岩藻糖苷沉积症的突变谱。已检测到的 22 个突变包括 4 个错义突变、17 个无义突变和 1 个剪接位点突变。所有这些突变导致酶活性几乎消失，交叉反应免疫物质严重减少。因此，观察到的临床变异被认为是由于次要未知因素造成的。

▼ 等位基因变体（12 个选定示例）：

.0001 岩藻糖苷沉积症
FUCA1、GLN351TER
在约 20% 的岩藻糖苷沉积症家族（230000）中，Southern 印迹分析表明 FUCA1 基因开放解读码组中的单个 EcoRI 限制性位点被消除。克雷茨等人（1989）证明EcoRI位点的丢失是由C到T的转变决定的，这导致在正常终止密码子上游120bp处生成框内TAA终止密码子。

.0002 岩藻糖苷沉积症
FUCA1, 2-EX DEL
在岩藻糖苷沉积症（230000）患者中，Willems 等人（1991）证明岩藻糖苷酶基因 3-prime 末端有 2 个外显子缺失。该缺失导致岩藻糖苷酶活性可以忽略不计，并且免疫交叉反应蛋白严重减少。

.0003 岩藻糖苷沉积症
FUCA1、GLU375TER
在患有岩藻糖苷沉积症（230000）的患者中，Yang 等人（1992）证明了核苷酸 1141 处的 G 到 T 转变，将 glu375（GAA）更改为终止密码子（UAA）。母亲，被称为“母本”，是杂合子。尽管关于临床表现的信息很少，但该疾病可能是早发且严重的类型。

.0004 岩藻糖苷沉积症
FUCA1，IVS5DS，GA，+1
在一名患有岩藻糖苷沉积症的 9 岁女孩中（230000），Williamson 等人（1993）在 FUCA1 内含子 5 的 5-prime 剪接位点的第一个位置发现纯合 G 到 A 的转换。

.0005 岩藻糖苷中毒
FUCA1，GLN77TER
在 2 名患有岩藻糖苷中毒的犹太裔意大利同胞中（230000），Seo 等人（1993）发现了复合杂合性，一种突变是 C 到 T 的转变，导致外显子 1 中的 gln77 到 ter 变化（Q77X）。

.0006 岩藻糖苷沉积症
FUCA1，TRP382TER
在一名意大利岩藻糖苷沉积症患者（230000）中，Seo 等人（1993）发现 C 到 A 的颠换导致外显子 6 中的密码子 382 从色氨酸变为终止密码子（W382X）。

.0007 岩藻糖苷沉积症
FUCA1，TYR211TER
在一名比利时岩藻糖苷沉积症患者（230000）中，Seo 等人（1993）发现外显子 3 中 C 至 A 颠换的纯合性，将密码子 211 从酪氨酸转换为终止密码子（Y211X）。

.0008 岩藻糖苷沉积症
FUCA1、1-BP DEL、EX2
在一名意大利岩藻糖苷沉积症患者（230000）中，Seo 等人（1993）鉴定了外显子 2 密码子 141（pro）中单个胞嘧啶缺失的纯合性，导致移码（P141FS）。

.0009 岩藻糖苷沉积症
FUCA1, 1-BP DEL, EX5
在一名患有岩藻糖苷沉积症的葡萄牙患者（230000）中，Seo 等人（1993）在外显子 5 中发现了一个单碱基（C）缺失，导致移码（S265FS）。

.0010 岩藻糖苷沉积症
FUCA1、1-BP DEL、EX3
在一名加拿大-印度岩藻糖苷沉积症患者（230000）中，Seo 等人（1993）发现了复合杂合性，一种突变是 FUCA 基因外显子 3 中的单碱基（A）缺失，导致移码（S216FS）。

.0011 FU1/FU2 多态性
FUCA1、GLN281ARG
Cragg 等人（1994）证明，gln281 至 arg（Q281R）氨基酸取代是人 α-L 岩藻糖苷酶中常见电泳多态性（Fu1/Fu2）的基础。

.0012 岩藻糖苷中毒
FUCA1，LEU405ARG
Fleming 等人（1998）描述了一名岩藻糖苷沉着症患者（230000）纯合状态下 FUCA1 基因中的 leu405-to-arg（L405R）突变，该患者在 1997 年进行审查时年龄为 46 岁。据说这是第一个关于活到 50 岁的岩藻糖苷沉着症患者的报告。取代的氨基酸在 4 个物种中是保守的。α-岩藻糖苷酶的残余活性低于1%，并且在患者的成纤维细胞中未发现交叉反应物质。Primrose（1975）之前曾描述过该患者。