谷胱甘肽 S-转移酶、OMEGA-1； GSTO1
HGNC 批准的基因符号：GSTO1
细胞遗传学位置：10q25.1 基因组坐标（GRCh38）：10:104,254,173-104,267,455（来自 NCBI）
▼ 说明
谷胱甘肽 S-转移酶（GST；EC 2.5.1.18）是负责多种异生物质和致癌物代谢的酶家族（Mannervik，1985）。这种酶催化谷胱甘肽与多种有机化合物反应形成硫醚，该反应有时是导致硫醇酸形成的解毒过程的第一步。
根据氨基酸序列相似性和抗体交叉反应性，哺乳动物胞质 GST 分为几类，包括 α（例如 138359）、mu（例如 138350）、kappa（602321）、theta（例如 600436）、pi（134660）、欧米茄和泽塔（603758）。此外，还有一类微粒体 GST（例如 138330）。
▼ 克隆与表达
Board 等人通过在 EST 数据库中搜索与 GSTZ1（603758） 的同源性（2000） 鉴定了编码 GSTO1 的 cDNA，GSTO1 是 omega GST 类的第一个成员。推导的 241 个氨基酸蛋白质与啮齿动物 omega GST 序列具有超过 70% 的同一性。在之前定义的 GST 类别中，omega GSTS 与 zeta 类别最相似。 omega 类 GST 具有 19 至 20 个残基 N 端延伸，在其他 GST 中未观察到，它毗邻 C 端形成一个新的结构单元。 Northern 印迹分析显示 0.8 kb GSTO1 转录物普遍表达，在肝脏、骨骼肌和心脏中表达最高，在脑、胎盘和肺中表达最低。董事会等人（2000） 指出 GSTO1 的普遍表达与许多 GST 典型的组织特异性表达形成鲜明对比。胞浆提取物和重组蛋白的蛋白质印迹分析表明，GSTO1 以单体形式表达为 31 kD 蛋白。
▼ 生化特征
晶体结构
Board 等人对 GSTO1 的晶体结构进行了分析（2000） 证明 GSTO1 具有 N 末端硫氧还蛋白样结构域，由中央 4 链 β 片层组成，一侧为 2 个 α 螺旋，另一侧为 3-10 螺旋。 C 末端由 7 个 α 螺旋组成，并与 N 末端结构域形成多个 H 键。 GSTO1形成二聚体并采用典型的GST三级结构。
▼ 基因功能
Board 等人的功能分析（2000） 表明，GSTO1 对大多数 GST 底物缺乏活性，但表现出谷氧还蛋白的谷胱甘肽依赖性硫醇转移酶和脱氢抗坏血酸还原酶活性特征（例如 GLRX，600443）。惠特布莱德等人（2003）指出GSTO1还将一甲基胂酸还原为一甲基胂酸，这是无机砷生物转化的限速步骤。
金等人（2012） 发现果蝇 Gsto1 的 Gsto1a 和 Gsto1b 亚型具有不同的生理活性。 Gsto1b 保护果蝇免受氧化应激，而 Gsto1a 通过 ATP 合酶 β 亚基（ATP5B; 102910） 的谷胱甘肽化增加线粒体 ATP 合酶复合物的组装和活性。 Gsto1a 的过度表达部分逆转了 Parkin（PARK2; 602544） 突变体文件的表型，包括多巴胺能神经元和肌肉的变性、细胞微管蛋白（参见 602529） 的积累和内质网应激。金等人（2012） 得出结论，果蝇 Gsto1 通过调节线粒体 ATP 合酶活性在 Parkin 突变体中发挥保护作用。
▼ 基因结构
惠特布莱德等人（2003） 确定 GSTO1 基因包含 6 个外显子，跨度 12.5 kb。
▼ 测绘
Whitbread 等人通过 FISH 和体细胞杂交分析（2003） 将 GSTO1 基因定位到染色体 10q24-q25，位于 GSTO2 基因上游约 7.5 kb 处（612314）。惠特布莱德等人（2003） 还在 3 号染色体上发现了一个明显的 GSTO1 相关假基因。
▼ 分子遗传学
通过数据库分析，Whitbread 等人（2003） 鉴定了 GSTO1 编码区中的几个假定的多态性，并通过重新检查 cDNA 序列证实了其中的 11 个。他们在研究人群（100 名欧洲澳大利亚人、62 名班图非洲人和 100 名中国南方人）中发现了 2 个多态性。一个是 419C-T 转变，导致 ala140 替换为 asp（A140D）； D140 等位基因的频率在不同群体之间存在显着差异，澳大利亚人中 D140 等位基因的频率最高，非洲人中最低。另一个是 IVS4 上罕见的剪接多态性，导致 glu155（E155del） 缺失。只有 1 名中国人的缺失是纯合的。体外测定表明，A140D 取代对 GSTO1 的硫醇转移酶和 GSH 结合活性没有影响，而 E155del 多态性在两种测定中均导致 GSTO1 活性显着升高。 E155del 变体还表现出比其他变体更低的热稳定性。
▼ 动物模型
金等人（2012） 发现果蝇中 Gsto1 的敲除不会导致成虫形态上的明显缺陷。然而，突变果蝇对氧化应激诱导剂百草枯敏感。 Parkin 和 Gsto1a 的双重突变增强了 Parkin 突变果蝇的表型，显着增强了间接飞行肌肉的退化。
