KELL 血型金属内肽酶; KEL

凯尔血型糖蛋白
凯尔血型抗原

HGNC 批准的基因符号：KEL

细胞遗传学位置：7q34 基因组坐标（GRCh38）：7:142,941,114-142,962,363（来自 NCBI）

▼ 描述

KEL 基因编码 Kell 血型蛋白，这是一种金属内肽酶，优先裂解大内皮素 3（131242），产生具有生物活性的内皮素 3。Kell 是一种多态性蛋白质；Kell 血型（110900）的超过 25 种抗原是由点突变导致的单一氨基酸取代造成的（Sha 等人的总结，2006）。

▼ 克隆与表达

KEL 抗原驻留在 93 kD 的膜糖蛋白上，该糖蛋白表面暴露并与底层细胞骨架相关。李等人（1991）分离了这种糖蛋白的胰蛋白酶肽，并根据其中一种肽的氨基酸序列，通过使用PCR，制备了特异性寡核苷酸来筛选lambda-gt10人骨髓cDNA文库。一个克隆含有 cDNA，该 cDNA 具有预测的 83 kD 蛋白质的开放解读码组。所有已知的 KEL 氨基酸序列都存在于推导的序列中；此外，针对由该序列制备的 30 个氨基酸肽的兔抗体与真实的 KEL 蛋白在免疫印迹上发生反应。KEL cDNA 序列预测有 732 个氨基酸的蛋白质。

Marsh（1992）回顾了 KEL 基因的克隆及其特征。通过对来自多个组织的 RNA 进行 Northern 印迹分析，Lee 等人（1993）证明KEL基因仅在红细胞组织中表达。瓦格纳等人（2000）提供的数据表明 KEL 不仅在红系血细胞上表达，也在骨髓祖细胞上表达。通过斑点印迹分析，Camara-Clayette 等人（2001）在脑组织、脾脏、淋巴结、骨髓和睾丸中检测到高水平的 Kell 表达。大多数分析的组织表现出低水平的凯尔转录本。所有胎儿组织均显示 Kell 表达。

▼ 基因结构

Lee 等人（1995）确定 KEL 基因包含 19 个外显子，跨度为 21.5 kb。Kell 蛋白的单跨膜区域由外显子 3 编码，推定的锌内肽酶活性位点位于外显子 16 中。

▼ 测绘

尽管其与一系列血清学上不同的抗原（KEL1 至 KEL24）具有高水平的多态性，但控制 KEL 抗原表达（KEL）的基因一直未能进行染色体分配，直到 Zelinski 等人的作图工作（1991）。他们成功地显示了与催乳素诱导蛋白（PIP；176720）的联系，该蛋白已被分配到 7q32-q36。没有发现重组的证据；最大 lod = 10.36，theta = 0.00。Kell 血型与 7 号染色体的映射意味着 PTC 味觉（171200）、YT 血型（112100）和反射亢进（145290）也位于此处。普罗希特等人（1992）证明与囊性纤维化密切相关（参见 CFTR；602421）；重组分数的性别特异性估计值男性为 0.013，女性为 0.219，联合最大对数得分为 4.58。

李等人（1993）使用基因组克隆作为探针，通过对人/仓鼠体细胞杂交体进行 Southern 分析来确认基因在 7 号染色体上的分配；通过原位杂交，他们将KEL基因定位于7q33。Murphy 等人使用含有 KEL cDNA 3-prime 一半的生物素化 1.1-kb DNA 片段进行原位杂交（1993）同样将 KEL 基因分配给 7q33-q35。他们认为，由于原位分配与使用抗原变异作为标记的遗传定位一致，因此 KEL 抗原决定簇是多肽链的一部分，而不是相关糖分子的一部分。

▼ 基因功能

凯尔血型蛋白与锌依赖性内肽酶大家族共享共有序列。Kell 与内皮素转化酶-1（ECE1; 600423）和 PHEX 基因产物（300550）具有同源性，它们作为一个组，包含哺乳动物中性内肽酶的 M13 亚家族。李等人（1999）在 Sf9 细胞中表达了一种分泌形式的野生型蛋白，缺乏细胞内和跨膜结构域。作为阴性对照，表达了失活的突变型 Kell 蛋白 E582G。通过 N 端氨基酸测序和切割产物的质谱分析确定，野生型分泌 Kell，但不分泌对照突变蛋白，在 trp21/ile22 处特异性切割大内皮素-3（ET3；131242），产生 ET3。常见 Kell 表型的红细胞也优先处理大 ET3，与凯尔无效细胞相反，后者没有。这些数据表明，Kell 血型蛋白是一种蛋白水解酶，可处理大 ET3，生成 ET3，一种具有多种生物学作用的有效生物活性肽。

在红细胞上，Kell 蛋白通过单个二硫键与 XK（314850）连接，XK 是一种穿过细胞膜 10 次的蛋白，其缺失（如 McLeod 表型中所发生的情况）与一系列临床症状相关，包括神经和功能障碍。肌肉疾病和红细胞棘红细胞增多症（109270）。罗素等人（2000）证实，虽然XK具有更广泛的组织分布，但Kell主要在红细胞组织中表达，并且在睾丸中表达量几乎相等，在大量其他组织中表达较弱。在骨骼肌中，用特异性抗体分离 XK 可共分离 Kell 蛋白。

Kell 和 XK 蛋白作为二硫键复合物存在于人红细胞膜上。罗素等人（1998）确定 Kell 通过 XK 蛋白的非保守 cys72 与 cys347 共价连接。Kell 和 XK 的共价连接对于 Kell 抗原的细胞表面表达不是必需的，因为 Kell 抗原在仅合成 Kell 蛋白而不合成 XK 的重组系统中表达，并且可以在缺乏 XK 的 McLeod 红细胞中检测到 Kell 抗原。没有证据表明 Kell 和 XK 是更大的膜复合体的一部分。

▼ 分子遗传学

Westhoff 和 Reid（2004）列出了 Kell 血型系统许多抗原的分子基础。凯尔抗原 K（0）的缺失是由几种不同的基因缺陷引起的，包括核苷酸缺失、剪接缺陷、过早终止密码子和氨基酸替换；参见例如 613883.0002 和 Lee 等人（2001）。

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

基亚罗尼等人（2005）分析了 54 名接受 Kell 血型免疫的法国患者的 HLA-DRB1 复合物（142857）口袋 P4 的等位基因变异。所有患者均具有抗 K 抗体和 K 阴性表型。与对照组（28%）相比，患者（57%）中 HLA-DRB111 的频率显着较高，而与对照组（27%）相比，患者（4%）中 HLA-DRB107 的频率较低。进一步分析表明，DRB111 和 DRB113 共有的残基 S13、D70 和 A74 形成的表位频率在患者（83%）中显着高于对照组（52%），从而产生了比率为4.5。基亚罗尼等人（2005）得出的结论是，接触 K 阳性血液后发生 K 免疫（发生率约为 9%）部分是由于 HLA-DRB1 基因座的遗传变异，

▼ 等位基因变异体（3 个选定示例）：.

0001 KELL K/k 血型多态性
KEL、THR193MET
Kell 血型系统对输血医学的重要性体现在以下事实：在引起新生儿溶血病的同种免疫妊娠中，作为免疫原，Kell 抗原（K1）的重要性可能仅次于 Rh D。Lee 等人证明了 K/k（K1/K2）血型多态性，也称为 Kell/Cellano 多态性（1995）表示导致 Kell 糖蛋白中 thr193（k）氨基酸取代为 met193（K）的点突变。外显子 6 中的 C 到 T 替换创建了一个 BsmI 限制性位点，Lee 等人利用了该位点（1995）形成了简单 PCR 测定的基础，以确定个体的凯尔类型。Avent 和 Martin（1996）描述了一种简单的等位基因特异性 PCR 测定法，用于确定个体的 K1/K2 状态。

.0002 KELL-NULL 表型
KEL、IVS3DS、GC
不同的 Kell 表型是由导致 Kell 糖蛋白氨基酸变化的点突变引起的。乔恩等人（1957）首先将 Kell 无效表型描述为红细胞上完全缺乏所有已知的 Kell 抗原。凯尔零值在所有人群中的出现频率都非常低。在具有 Kell null 表型的中国个体中，Yu 等人（2001）在 KEL 基因内含子 3 的 5-prime 剪接供体位点鉴定出纯合的 G-to-C 颠换。RT-PCR 分析显示，不存在完整的 909 bp KEL mRNA，其替换为缺乏 142 bp 外显子 3 区域的 767 bp 产物。外显子 3 编码 Kell 糖蛋白的跨膜区。

.0003 KEL6 抗原
KEL，LEU597PRO
Lee 等人（1995）证明，存在于大约 20% 非洲血统的人中的 KEL6 抗原是由 KEL 基因外显子 17 中核苷酸 1910 处的 T 到 C 转变决定的，导致 leu597 到 pro（ L597P）氨基酸取代。李等人（2003）指出L597P取代发生在2个紧密间隔的非保守半胱氨酸残基之间，并且在线性序列中位于靠近从密码子581开始的锌结合位点处。