二氢脂酰胺支链转糖酶; DBT

支链酰基转移酶，E2 成分； BCATE2
支链酮酸脱氢酶复合物，E2 成分

HGNC 批准的基因符号：DBT

细胞遗传学位置：1p21.2 基因组坐标（GRCh38）：1:100,186,919-100,249,834（来自 NCBI）

▼ 说明

支链氨基酸（异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸）分解代谢的第二个主要步骤由支链 α-酮酸脱氢酶复合物（BCKD；EC 1.2.4.4）（一种线粒体内酶复合物）催化由 3 个催化成分组成：异四聚体（α2、β2）支链 α-酮酸脱羧酶（E1-α；608348 和 E1-β；248611）、同型 24 聚体二氢硫辛酰转酰基酶（E2）和同型二聚体二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3；238331）。该反应是不可逆的，是支链氨基酸氧化的第一个关键步骤。该复合物还含有 2 种调节酶：一种激酶和一种磷酸化酶。 DBT 基因编码 E2 成分。

▼ 克隆与表达

Litwer 和 Danner（1985）、Hummel 等人（1988）和刘等人（1988）报道了DBT基因的部分克隆。对推导的蛋白质结构的分析显示与丙酮酸和α-酮戊二酸脱氢酶复合物的酰基转移酶蛋白质的相似性（Hummel 等，1988）。

丹纳等人（1989）分离了编码E2羧基末端的cDNA，并构建了编码整个前体分子的cDNA，即分子量为57 kD的477个氨基酸的蛋白质。小鼠肝脏线粒体导入该蛋白质并将其加工成 52 kD 的蛋白质。信国等人（1989）从胎盘 cDNA 文库中分离出人 E2 前体的 cDNA 克隆。他们发现推导的成熟人类蛋白质含有421个氨基酸，分子量为46 kD。推导的蛋白质包含 56 个氨基酸的前导肽、硫辛酰基结构域、E3 结合结构域和内核结构域，通过柔性铰链区连接（另参见 Lau 等人，1992）。

▼ 基因功能

默西等人（2005）证明 microRNA MIRN29B1（610783）靶向 DBT mRNA，并在与 HEK293 细胞结合时阻止翻译。这是首次证明使用 microRNA 对哺乳动物中氨基酸分解代谢的代谢途径进行控制，并为不同组织和不同营养状态下观察到的 BCKD 复合物数量差异提供了解释。

线粒体核是一种大型复合体，平均含有 5 至 7 个线粒体 DNA（mtDNA）基因组和几种参与 mtDNA 复制和转录以及相关过程的蛋白质。博根哈根等人（2008）先前已表明 DBT 与天然纯化的 HeLa 细胞核相关。使用甲醛交联技术，他们发现 DBT 与 mtDNA 共纯化，并且是一种核心核蛋白。

▼ 基因结构

刘等人（1992）确定DBT基因含有11个外显子。

▼ 测绘

Herring 等人使用体细胞杂交体（1991）和刘等人（1991）将 E2 基因对应到 1 号染色体。含有 1 号染色体片段的 2 个杂交体的附加数据表明该基因位于 1pter-p21 区域的短臂上。通过原位杂交，Zneimer 等人（1991）将任务区域化为 1p31。

假基因

庄等人（1991）表征了 E2 假基因，他们通过原位杂交将其对应到 3q24。

▼ 分子遗传学

在典型的枫糖浆尿病（MSUD2; 248600）的病例中，Herring 等人（1991）在 DBT 基因（248610.0001）中发现了 124 bp 的缺失。

Fisher 等人在来自硫胺素反应性 MSUD2 患者的细胞系中（1991）鉴定了 DBT 基因突变的复合杂合性（248610.0002 和 248610.0003）。

Tsuruta 等人在几名患有中间型枫糖浆尿病的日本患者中（1998）鉴定了 DBT 基因突变的纯合性或复合杂合性（248610.0005-248610.0008）。

Patel 和 Harris（1995）提供了 DBT 基因中报道的 4 个取代突变、4 个小缺失和 1 个小插入的位置图。

庄等人（1997）描述了 E2 基因中的 5 个新突变，导致经典和中间/硫胺素反应性 MSUD2。其中一些突变涉及内部内含子片段的罕见删除，通过利用隐秘或新的剪接位点导致转录物中的二次插入/删除。通过对整个内含子（正常大小，11.2 kb）进行扩增和分析，检测到内含子 4 中的 3.2 kb 内部缺失。庄等人（1997）强调，在有记录的硫胺素反应患者中，除了 BCKD 复合体的 E2 之外，没有发现其他位点。研究结果强烈表明，正常的 E1 成分是硫胺素反应表型的先决条件。

莱博等人（2000）研究了一名患有 MSUD2 的儿童，该儿童被发现是 DBT 基因 10 bp 缺失的纯合子。所谓的父母均不携带缺失基因。对 1 号染色体上 15 个基因座和其他染色体上 16 个基因座的多态性简单序列重复分析证实了亲子关系，并揭示了母体减数分裂 I 之前的从头突变，随后母体减数分裂 II 不分离，导致卵母细胞含有 2 个拷贝从头突变等位基因。不携带父本 1 号染色体的精子受精或随后父本 1 号染色体的有丝分裂损失导致产精者在 2 条母体 1 号染色体上继承了 2 个突变 DBT 等位基因。

▼ 等位基因变异体（12 个精选示例）：

.0001 枫糖浆尿病，经典，II 型
DBT、124-BP DEL

在通过新生儿筛查发现的典型枫糖浆尿病 II 型（MSUD2; 248600）病例中，Herring 等人（1991）鉴定了 DBT 基因突变的复合杂合性。一个遗传自父亲的等位基因产生的转录物从编码区删除了 124 个核苷酸，而遗传自母亲的一个非表达等位基因则导致细胞中 E2 mRNA 含量为正常量的 50%。表型正常的同胞在遗传上与母亲相似，继承了母亲的非表达等位基因和父亲的正常等位基因。

.0002 硫胺素反应性枫糖浆尿病，II 型
DBT、PHE215CYS

Fisher 等人在来自硫胺素反应性枫糖浆尿病 II 型（MSUD2; 248600）患者的细胞系中（1991）鉴定了 DBT 基因突变的复合杂合性：T-G 变化，导致 phe215-to-cys（F215C）取代，以及明显由异常剪接引起的 17 bp 插入（248610.0003）。

.0003 硫胺素反应性枫糖浆尿病，II 型
DBT、17-BP INS

讨论 Chuang 等人在硫胺素反应性枫糖浆尿病 II 型（MSUD2; 248600）患者的细胞系中以复合杂合状态发现的 DBT 基因中的 17-bp 插入（1991），参见 248610.0002。

.0004 枫糖浆尿病，经典，II 型
DBT、78-BP DEL

Mitsubuchi 等人在一名患有经典枫糖浆尿病 II 型（MSUD2; 248600）的患者中（1991）鉴定了 E2 基因中 78 bp 缺失的纯合性。近亲父母和未受影响的姐妹对于缺失是杂合的。基因组 DNA 分析表明，mRNA 中的 78 bp 缺失是由内含子 5 引物剪接供体位点中的单个碱基缺失导致的外显子跳跃引起的。结果，部分内部E2核心结构域被省略。作者指出，该区域与丙酮酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶的E2亚基的相应区域高度同源。这些发现表明了内部 E2 核心结构域的生物学重要性。

.0005 枫糖浆尿病，中间型，II 型
DBT、126-BP INS

Tsuruta 等人在一名患有中间型 II 型枫糖浆尿病（MSUD2; 248600）的日本患者中（1998）鉴定了内含子 8 中单碱基替换的纯合性，产生了新的 5 素剪接位点，并导致 mRNA 外显子 8 和 9 之间插入了 126 个碱基对。预测的 mRNA 编码一个含有 282 个氨基酸的截短蛋白质，其中包括羧基末端的 4 个新氨基酸。

.0006 枫糖浆尿病，中间型，II 型
DBT、TER422LEU

Tsuruta 等人在一名患有中间型 II 型枫糖浆尿病（MSUD2; 248600）的日本患者中（1998）鉴定了 DBT 基因外显子 11 中 1463G-T 颠换的纯合性，导致 ter422 到 leu（X422L）的取代。该突变预计会在 E2 蛋白的羧基末端添加 7 个氨基酸。近亲父母的突变是杂合的。

.0007 枫糖浆尿病，中间型，II 型
DBT、ILE37MET

Tsuruta 等人在一名患有中间型 II 型枫糖浆尿病（MSUD2; 248600）的日本患者中（1998）描述了 DBT 基因外显子 4 中核苷酸 309 处的 309C-G 颠换和外显子 9 中 1165G-A 转换的复合杂合性，导致 ile37-to-met（I37M）取代和 gly323-to -ser（G323S）分别替换（248610.0008）。

.0008 枫糖浆尿病，中间型，II 型
DBT、GLY323SER

讨论 Tsuruta 等人在患有中间型枫糖浆尿病 II 型（MSUD2; 248600）的患者中发现的 DBT 基因中的 gly323-to-ser（G323S）突变（1998），参见 248610.0007。

.0009 枫糖浆尿病，经典，II 型
DBT、2-BP DEL、88AT

Fisher 等人在几名患有经典枫糖浆尿病 II 型（MSUD2; 248600）的患者中（1993）在 DBT 基因的外显子 2 中发现了 2-bp（AT）缺失，导致线粒体靶向前序列中残基 -26 下游发生移码。该突变发生在纯合子和复合杂合子状态。

.0010 枫糖浆尿病，经典，II 型
DBT，4.7-KB DEL

Chi 等人在 2 名患有经典枫糖浆尿病 II 型（MSUD2; 248600）的无关儿童中（2003）鉴定出 DBT 基因中的纯合 4.7-kb 缺失。缺失包括内含子 10 的 3 素半部分、末端外显子 11 的整个编码区以及 E2 基因 3 素 UTR 的 5 素部分。进一步分析表明，该缺失是由内含子 10 中的长散布核元件 1（LINE-1）和 3 素 UTR 中的 Alu 序列罕见的非同源重组所致。第三名不相关的受影响患者是 4.7 kb 缺失和 2 bp 缺失的复合杂合子（248610.0009）。 3名儿童均为台湾排湾族原住民。在 6 个等位基因中的 5 个中发现 4.7 kb 缺失表明该群体存在创始人效应。载波频率被确定为 1 比 101 排湾语。

.0011 硫胺素反应性枫糖浆尿病，II 型
DBT、HIS391ARG

Chuang 等人在 2 名同胞中，由阿拉伯血统的近亲父母所生，患有硫胺素反应性枫糖浆尿病 II 型（MSUD2；248600）（2004）鉴定了 DBT 基因中的纯合 A 到 G 转变，导致 his391 到 arg（H391R）取代。表达全长突变蛋白并导致 E1（参见 608468）活性增加，但 E2 介导的酰基转移酶活性受损。两名患者均患有新生儿脑病，通过补充硫胺素和限制饮食完全消除了这种病。

.0012 枫糖浆尿病，经典，II 型
DBT、SER133TER

在 2 名来自以色列德鲁兹家族的患有典型枫糖浆尿病 II 型（MSUD2; 248600）的患者中，Chuang 等人（2004）鉴定出 DBT 基因中的纯合 C 至 G 颠换，导致 ser133 至 ter（S133X）取代。两名患者的新生儿病程不稳定，伴有轻度至中度发育迟缓和脑白质营养不良，这是通过脑部 MRI 检测到的。