醛酮还原酶家族1，成员B1
参见醛还原酶（103830）。醛糖还原酶（EC 1.1.1.21）是依赖NADPH的单体型醛糖酮还原酶家族的成员，参与葡萄糖代谢和渗透调节。据信它对源自脂质过氧化和类固醇生成的有毒醛具有保护作用，这些醛在积累时会影响细胞的生长/分化（Lefrancois-Martinez等，2004）。它是糖代谢的多元醇途径中的第一种酶，在肾上腺中最丰富地表达，并且与糖尿病并发症有关（Shah等，1997）。
细胞遗传学位置：7q33
基因座标（GRCh38）：7：134,442,349-134,459,238
▼ 克隆和表达
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Chung和LaMendola（1989）使用抗牛晶状体醛糖还原酶的抗体从人胎盘cDNA文库中克隆并测序了醛糖还原酶基因。推导的氨基酸序列表明醛糖还原酶的成熟涉及N末端甲硫氨酸的去除。Nishimura等（1990）也使用基于合成的人腰大肌醛糖还原酶的部分氨基酸序列的合成寡核苷酸探针克隆了醛糖还原酶基因。Bohren等（1989）分离的醛糖还原酶和醛还原酶cDNA。他们报告说这两种蛋白质具有51％的同一性。Northern印迹分析显示醛糖还原酶在胎盘中表达为约1.4kb的mRNA。
Graham等（1991）通过分析cDNA和基因组克隆确定了ALDR1基因的序列。该基因编码分子量为35,858 Da的316个氨基酸的蛋白质。肝脏中转录起始的主要位点定位于ATG起始密码子A上游31个核苷酸的腺嘌呤残基。
▼ 基因结构
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Graham等（1991）确定ALDR1基因延伸约18 kb，由10个外显子组成，产生1,384个核苷酸的mRNA，不包括poly（A）尾巴。外显子的大小范围为82至168bp，而内含子的范围为325至约7,160bp。该基因的启动子区域包含一个TATA（TATTTA）框和一个CCAAT框，分别位于转录起始位点上游37和104个核苷酸处。Graham等（1991）在ALDR1基因中发现了4个Alu元素：内含子1中有2个，内含子4和9中有1个。
▼ 基因功能
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Lefrancois-Martinez等人使用特异性抗体，Northern印迹分析和酶法测定（2004年）提供的证据表明，在人类肾上腺皮质细胞中，在15周龄的胎儿腺体中可检测到的AKR1B1受cAMP调节，因此AKR1B1在功能上与ACTH反应鼠akr1b7 / mvdp（小鼠输精管蛋白）基因相关，而与其直接直系同源物，小鼠醛糖还原酶akr1b3基因。
▼ 生化特征
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醛糖还原酶催化许多醛的还原，包括醛的葡萄糖形式，其被还原为相应的糖醇，山梨糖醇（Chung and LaMendola，1989）。山梨糖醇随后被山梨糖醇脱氢酶代谢为果糖。在正常情况下，该途径在大多数组织中的葡萄糖代谢中起次要作用。然而，在糖尿病性高血糖症中，经历胰岛素非依赖性摄取葡萄糖的细胞会产生大量的山梨醇。山梨醇在细胞膜中的渗透性很差，并且由于山梨醇脱氢酶的新陈代谢缓慢，会在细胞中积聚。对细胞产生的高渗压力可能是糖尿病并发症的原因，例如神经病变，视网膜病变和白内障。
对胰岛素依赖型糖尿病（IDDM; 222100）和非胰岛素依赖型糖尿病（NIDDM; 125853）的患者进行的流行病学研究与以下假设相符：遗传因素影响糖尿病肾病的风险（参见603933）。醛糖还原酶，多元醇途径中的限速酶，催化糖醛向其相应的糖多元醇的NADPH依赖性还原。Shah等（1997）探索了以下假设：AR基因表达增加是与IDDM相关的肾病的危险因素。他们研究了以下4组：正常受试者，患有IDDM且无肾病证据的受试者，患有IDDM和肾病的受试者以及非糖尿病肾病的受试者。他们通过RNase保护分析定量了来自外周血单个核细胞的AR mRNA。糖尿病肾病组的AR /β-肌节蛋白mRNA比率较高（603933）（0.088; CI，0.06-80.108）比正常受试者组（0.045; CI，0.033-0.057; P小于0.01），无肾病IDDM组（0.045; CI，0.030-0.060; P小于0.01），或非糖尿病肾病组（0.019； CI，0.011-0.027； P小于0.001）。相比之下，在非糖尿病患者中，肾病患者的AR /β-肌节蛋白mRNA比率比正常受试者组低2倍（P小于0.01）。作者得出结论，AR基因表达的程度调节IDDM受试者患肾病的风险。
Lefrancois-Martinez等（2004年）研究了AKR1B1表达的变化是否可能与肾上腺疾病有关。与腺瘤相比，肾上腺皮质癌中AKR1B1 mRNA的相对丰度降低。与良性肿瘤（产生皮质醇的腺瘤，无功能腺瘤，醛固酮产生的腺瘤），库欣增生（见219080）或正常肾上腺相比，大多数（8个中的7个）肾上腺皮质癌的相对AKR1B1蛋白水平非常低。
▼ 测绘
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Graham等人使用PCR扩增仓鼠/人杂种DNA以及小鼠/人单色体杂种中的人AR序列（1991）将该基因分配给了7号染色体。通过使用一种新型，快速的方法与人类中期染色体原位杂交，该分配得到了确认并被区域化为7q35。
Bateman等人使用编码人醛糖还原酶的cDNA克隆（1993）通过对体细胞杂种的分析将基因序列定位到人类染色体1、3、7、9、11、13、14和18。通过原位杂交，将序列定位于1q32-q42、3p12、7q31-q35、9q22、11p14-p15和13q14-q21。由于推定的功能性ALDR1基因已定位于7号染色体，推定的假基因（ALDRP1）已定位于3号染色体，因此其他7个染色体上的序列被认为代表其他活性基因，非醛糖还原酶同源序列或假基因。
假体
布朗等（1992年）确定了推定的假基因（ALDRP1），其中不包含内含子序列。功能性醛糖还原酶有9个内含子。另外，在cDNA的转录起始位点的5-引物区域中不存在同源性，这意味着假基因中缺少诸如启动子之类的调控元件。他们使用特异的扩增子通过PCR将伪基因定位到3号染色体，以扩增来自体细胞杂种的DNA。
