丙二酰辅酶A脱羧酶； MLYCD

MCD

HGNC 批准的基因符号：MLYCD

细胞遗传学位置：16q23.3 基因组坐标（GRCh38）：16:83,899,115-83,927,031（来自 NCBI）

▼ 说明

丙二酰辅酶A脱羧酶（EC 4.1.1.9）催化丙二酰辅酶A转化为乙酰辅酶A和二氧化碳。它被认为涉及脂肪酸生物合成和氧化的各个方面（Sacksteder 等，1999）。

▼ 克隆与表达

丙二酰辅酶A脱羧酶最常见于肝脏、大脑、心脏和骨骼肌中（Sacksteder et al., 1999）。高等人（1999）搜索了表达序列标签数据库来鉴定与鹅丙二酰辅酶A脱羧酶cDNA序列同源的人类cDNA。 1,479 个核苷酸的人类 cDNA 序列与鹅的 cDNA 序列有 70% 的一致性。菲茨帕特里克等人（1999）鉴定了一个 2.1 kb 的人 MCD cDNA，编码 454 个氨基酸的蛋白质，与鹅 MCD 的氨基酸一致性为 70.3%。他们发现MCD酶的肽序列含有C端过氧化物酶体靶向序列（ser-lys-leu）。该靶向序列似乎在体内起作用，因为通过亚细胞分级分离测量的大鼠肝匀浆中 MCD 酶活性的分布强烈表明，除线粒体外，MCD 还定位于过氧化物酶体。

为了鉴定人类丙二酰辅酶A脱羧酶基因，Sacksteder等人（1999）在表达序列标签数据库中搜索了与鹅丙二酰辅酶 A 脱羧酶相似的序列，其中包含 1 型过氧化物酶体靶向信号（PTS1）的共有序列。

▼ 基因结构

高等人（1999）发现 MLYCD 基因的内含子/外显子边界在鹅和人类中完全保守。

▼ 测绘

通过辐射混合分析，Sacksteder 等人（1999）将 MLYCD 基因定位到 16q23-q24，位于标记 D16S422 和 D16S402 之间。使用小鼠/人类杂交细胞系，Gao 等人（1999）将丙二酰辅酶 A 脱羧酶基因定位到染色体 16q24，位于 D16S402 和 D16S422 之间的 450 kb 间隔中。

▼ 分子遗传学

高等人（1999）在丙二酰辅酶 A 脱羧酶缺陷（248360）患者中，在纯合性 MLYCD 基因（606761.0003）的外显子 2 的 3-prime 末端发现了 4-bp 缺失。

通过 RT-PCR 分析 MacPhee 等报道的 2 名近亲苏格兰 MCD 缺陷患者的成纤维细胞 RNA（1993），菲茨帕特里克等人（1999）鉴定了 MCD 基因的纯合突变（606761.0002-606761.0003）。

萨克斯特德等人（1999）在一名患有严重丙二酸尿症的患者中发现了 2-bp 缺失（606761.0004）。

Wightman 等人通过 MLYCD 基因的基因组测序（2003）成功地在 9 名无关的丙二酰辅酶 A 脱羧酶缺陷患者中鉴定出 18 个致病等位基因中的 16 个。成纤维细胞系来自其中 8 名患者和 2 名先前报道的具有纯合 MLYCD 突变的患者。使用 C 端肽抗血清进行的蛋白质印迹分析检测到 66 kD 条带，该条带在 6 名患者中不存在，在 3 名患者中大幅减少。一名患者的蛋白质水平有所增加，并伴有明显的“涂片”现象。 68 至 183 kD 带。表达 MLYCD 的患者细胞系的免疫细胞化学分析显示明显的细胞内错误定位。一个极端的 N 端突变，gly3 突变为 asp（606761.0005），错误定位到质膜，表明新的靶向信号可能存在于 4 个氨基酸保守的 N 端基序中。假定的线粒体和过氧化物酶体起始密码子（M1 和 M40）之间的 25 个碱基缺失（84_108del；606761.0007）和消除第二个密码子（M40T；606761.0006）的点突变均显示出点状核周染色。由于预计 3 个错误定位突变均不会改变肽的催化功能，因此 MLYCD 的正确亚细胞定位似乎对其正常功能至关重要。

Chapel-Crespo 等人在 3 名患有丙二酰辅酶 A 脱羧酶缺陷的个体中，包括 2 名同胞（2019）鉴定了 MLYCD 基因中外显子 5 缺失的纯合性（606761.0008）。

▼ 动物模型

安等人（2004）表明，在喂食高脂肪饮食的大鼠中，肝脏过度表达 MCD 后，整个动物、肌肉和肝脏的胰岛素抵抗得到改善，从而降低了循环游离脂肪酸（FFA）水平和肝脏甘油三酯含量。在骨骼肌中，甘油三酯和长链酰基辅酶A（胰岛素抵抗的两种候选介质）的水平要么增加，要么保持不变。通过串联质谱法对 36 种酰基肉碱进行代谢分析，揭示了 MCD 过度表达动物的肌肉中一种脂质衍生代谢物 β-OH-丁酸盐的浓度出现独特的降低。安等人（2004）假设 MCD 的肝脏表达降低了循环 FFA 水平，从而导致肌肉 β-OH-丁酸盐水平降低并改善胰岛素敏感性。

▼ 等位基因变异体（8 个精选示例）：

.0001 丙二酰辅酶A脱羧酶缺乏症
MLYCD、SER148TER

MacPhee 等人报道了一名患有丙二酰辅酶 A 脱羧酶缺乏症的苏格兰近亲患者（248360）（1993），菲茨帕特里克等人（1999）在 MLYCD 基因的核苷酸 442 处发现了 C 到 G 的颠换，导致蛋白质 N 末端的一半发生了 ser148 到 ter 的取代。

.0002 丙二酰辅酶A脱羧酶缺乏症
MLYCD、IVS4AS、A-G、-14

MacPhee 等人报道了一名患有丙二酰辅酶 A 脱羧酶缺乏症的苏格兰近亲患者（248360）（1993），菲茨帕特里克等人（1999）在 MLYCD 基因内含子 4 的 -14 位上鉴定出明显纯合的 A 到 G 转变。该突变在内含子内产生了一个新的 3-prime 剪接位点，导致成熟 RNA 中插入 13 bp，从而引起移码并导致预测的蛋白质截断。

.0003 丙二酰辅酶A脱羧酶缺乏症
MLYCD、4-BP DEL、638GTGA

在一名患有丙二酸尿症、肥厚性心肌病、肾发育不良以及小阴茎和张力减退的患者中（248360），Gao 等人（1999）在丙二酰辅酶 A 脱羧酶 cDNA 的外显子 2 的 3 引物末端发现了 4 bp 缺失。该患者的纯合性中发现从第 638 位核苷酸开始的 GTGA 缺失；他的父母都是携带者。

.0004 丙二酰辅酶A脱羧酶缺乏症
MLYCD、2-BP DEL、947TT

Sacksteder 等人在患有严重丙二酰辅酶 A 脱羧酶缺乏症（248360）的患者中（1999）鉴定出 MLYCD cDNA 核苷酸 947 和 948 处有 2 个 T 残基缺失。尚未发现第二个突变。

.0005 丙二酰辅酶A脱羧酶缺乏
MLYCD、GLY3ASP

布朗等人报道的一名患者（1984）患有 MLYCD 缺陷（248360），Wightman 等人（2003）在 cDNA 的核苷酸 8 处发现了 G 到 A 的转变，预计会导致 gly3 到 asp（G3D）蛋白质的变化；该突变以纯合状态存在。 MLYCD 蛋白错误定位到质膜，表明新的靶向信号可能存在于 4 个氨基酸保守的 N 末端基序中。

.0006 丙二酰辅酶A脱羧酶缺乏症
MLYCD、MET40THR

Matalon 等人报道的一名患者（1993）患有 MLYCD 缺陷（248360），Wightman 等人（2003）发现纯合形式的 119T-C 转变具有纯合性，预计会导致蛋白质中的 met40-to-thr（M40T）错义突变。患者细胞的免疫细胞化学显示 MLYCD 位于细胞的核周区域。该患者具有 25% 的酶活性，但患有严重的心肌病表型，这一事实表明正常的加工和靶向对于 MLYCD 功能是必要的（如 Wightman 等人（2003）所概述），对突变性质的其他解释这个案例是其他工人建议的。

.0007 丙二酰辅酶A脱羧酶缺乏
MLYCD、25-BP DEL、NT84

Yano 等人报道的一名患者（1997）患有 MLYCD 缺陷（248360），Wightman 等人（2003）鉴定出纯合状态下的 25 bp 缺失（84-108del）。该缺失位于假定的线粒体和过氧化物酶体起始密码子（M1 和 M40）之间。免疫组织化学研究中的蛋白质显示点状核周染色，如 M40T 突变（606761.0006）的情况，也显示 M40 过氧化物酶体起始密码子的消融。

.0008 丙二酰辅酶A脱羧酶缺乏症
MLYCD、EX5DEL

Chapel-Crespo 等人在 2 名同胞（患者 5 和 9）和一名无关个体（患者 3）中，均为墨西哥血统，患有丙二酰辅酶 A 脱羧酶缺陷（248360）（2019）鉴定了 MLYCD 基因中外显子 5 缺失的纯合性。通过 MLPA 分析检测到缺失。所有 3 名患者的成纤维细胞酶活性均降低。