自Shneider等于1992年成功地純化出牛腎上腺的LDL-R基因,Yamamoto等1984年成功地分離和克隆出5.3kb受體基因的全cDNA,并制成探針后,F(xiàn)H患者LDL-R基因突變?cè)贜DA分子水平上的研究有了新進(jìn)展。
LDL-R基因位于人類(lèi)第19號(hào)染色體p13.1~13.3,長(zhǎng)45kb,由18個(gè)外顯子和17個(gè)內(nèi)顯子組成(見(jiàn)圖20-3),編碼860個(gè)氨基酸的受體前體蛋白,分子量為120000,此前體蛋白在由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中切去21個(gè)氨基酸殘基組成的信號(hào)肽,加上18個(gè)O-連接和2個(gè)N-連接的寡糖鏈,成為分子量為160000的成熟LDL-R。LDL-R蛋白根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系分成5個(gè)功能區(qū),見(jiàn)第六章。
圖20 -3 LDL-R基因結(jié)構(gòu)示意圖
圖中細(xì)線(xiàn)為內(nèi)含子,寬線(xiàn)為外顯子
在LDL-R外顯子與其功能結(jié)構(gòu)區(qū)也有密切的對(duì)應(yīng)關(guān)系,如表20-1所示。17個(gè)內(nèi)含子分別在LDL-R氨基酸序列中第2、43、84、211、252、293、333、375、432、508、548、594、642、693、750、776和828位點(diǎn)處插斷外顯子的序列。
表20-1 LDL-R外顯子與功能結(jié)構(gòu)區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系
外 顯 子 | 長(zhǎng) 度(bp) | 編碼LDL-R結(jié)構(gòu)區(qū) |
1 | 145~160 | mRNA5"端非翻譯區(qū)、信號(hào)肽 |
2 | 123 | 1區(qū)重復(fù)1 |
3 | 123 | 1區(qū)重復(fù)2 |
4 | 381 | 1區(qū)重復(fù)3、4、5 |
5 | 123 | 1區(qū)重復(fù)6 |
6 | 123 | 1區(qū)重復(fù)7 |
7 | 120 | 2區(qū)重復(fù)A |
8 | 126 | 2區(qū)重復(fù)B |
9 | 172 | 2區(qū)重復(fù)B、C間區(qū) |
10 | 228 | 2區(qū)重復(fù)B、C間區(qū) |
11 | 119 | 2區(qū)重復(fù)B、C間區(qū) |
12 | 140 | 2區(qū)重復(fù)B、C間區(qū) |
13 | 142 | 2區(qū)重復(fù)B、C間區(qū) |
14 | 153 | 2區(qū)重復(fù)C |
15 | 171 | 3區(qū) |
16 | 78 | 3區(qū),4區(qū)9個(gè)氨基酸殘基 |
17 | 153 | 4區(qū)13個(gè)、5區(qū)39個(gè)氨基酸殘基 |
18 | 2535 | 5區(qū)11個(gè)氨基酸殘基,mRNA5"端非翻譯區(qū) |
在對(duì)FH病人LDL-R基因的分析中,已發(fā)現(xiàn)了幾十種不同的基因突變,按照突變對(duì)LDL-R結(jié)構(gòu)與功能的影響,將LDL-R基因突變分成四型,如表20-2所示。
表20-2 LDL-R基因突變類(lèi)類(lèi)型
類(lèi) 型 | LDL-R功能異常 |
Ⅰ型 | 不產(chǎn)生可測(cè)定的LDL-R,細(xì)胞膜上無(wú)LDL-R存在 |
Ⅱ型 | 基因產(chǎn)物在細(xì)胞內(nèi)有成熟和運(yùn)輸障礙,膜上LDL-R明顯減少 |
Ⅲ型 | 基因產(chǎn)物可到達(dá)細(xì)胞表面,但不與配體結(jié)合 |
Ⅳ型 | 基因產(chǎn)物可到達(dá)細(xì)胞表面且與配體結(jié)合,但不能全部轉(zhuǎn)入有被小窩 |
從DNA分子水平gydjdsj.org.cn/zhicheng/上看,LDL-R突變包括缺失、插入、無(wú)義突變和錯(cuò)義突變,影響受體的5個(gè)功能區(qū),目前至少已發(fā)現(xiàn)180種LDL-R基因突變型,其中以5’端>10kb片段突變最為常見(jiàn)。LDL-R的各種基因突變及其對(duì)LDL-R功能的影響見(jiàn)表20-3、表20-4、表20-5。
表20-3 LDL-R 的各種基因突變及其對(duì)LDL-R功能的影響(缺失)
患者 | 缺失位點(diǎn) | 缺失長(zhǎng)度 | LDL-R異常 | 突變類(lèi)型 |
FH381 | 外顯子13~15 | 5kb | 無(wú)LDL-R合成 | Ⅰ |
FH49 | 啟動(dòng)子-外顯子1 | >10kb | 無(wú)LDL-R合成 | Ⅰ |
FH26 | 啟動(dòng)子-外顯子1 | >6kb | 無(wú)LDL-R合成 | Ⅰ |
FHTD | 外顯子13~14 | 4kb | 無(wú)LDL-R合成 | Ⅰ |
FHTT | 外顯子2 | 6bp | 1區(qū)重復(fù)1Asp26、Gly27缺失 | Ⅱ |
FH563 | 外顯子4 | 3bp | 1區(qū)重復(fù)5Gly187缺失 | Ⅱ |
FH626 | 外顯子5 | 0.38kb | 1區(qū)重復(fù)6缺失 | Ⅲ |
FHYF | 外顯子7~14 | 12kb | 2區(qū)大部分缺失 | Ⅲ |
FH359 | 外顯子7~8 | 4kb | 2區(qū)重復(fù)A、B缺失 | Ⅲ |
FH781 | 外顯子16~18 | 7.8Kb | 4、5區(qū)缺失 | Ⅳ |
FH274 | 外顯子16~18 | 5.5Kb | 4、5區(qū)缺失 | Ⅳ |
FHHelsjnkl | 外顯子16~18 | 9.5Kb | 4、5區(qū)缺失 | Ⅳ |
FH5272 | 外顯子2~3 | 5Kb | 1區(qū)重復(fù)1、2缺失 | Ⅲ |
FHOF | 外顯子15~16 | 5.5Kb | 3區(qū),4區(qū)9個(gè)氨基酸殘基缺失 | - |
FHST | 外顯子16~17 | 4Kb | 3區(qū)部分、4區(qū)、5區(qū)部分氨基酸殘基缺失 | - |
FHL171 | 外顯子16 | 0.4Kb | 3區(qū)部分,4區(qū)部分氨基酸殘基缺失 | - |
FHkanazawa | 外顯子2~4 | 12Kb | 1區(qū)重復(fù)2~5缺失 | - |
FHokayama | 外顯子7~14 | 13Kb | 2區(qū)缺失 | - |
表20-4 LDL-R的各種基因突變及其對(duì)LDL-R功能的影響(錯(cuò)義突變)
患者 | 缺失位點(diǎn) | 缺失長(zhǎng)度 | LDL-R異常 | 突變類(lèi)型 |
FHMM | 外顯子14 | GGC→GAC | 2區(qū)重復(fù)C內(nèi)Pro664→Leu | Ⅱ |
FH47 | 外顯子14 | TGT→TAT | 2區(qū)重復(fù)C內(nèi)Cys646→Leu | Ⅱ |
FH787 | 外顯子4 | CTC→CTT | 1區(qū)重復(fù)5內(nèi)Glu207→Lys | Ⅱ |
FH848 | 外顯子4 | TCG→TTG | 1區(qū)重復(fù)4內(nèi)Ser156→Leu | Ⅱ |
FH12 | 外顯子4 | GTC→CTC | 1區(qū)重復(fù)5內(nèi)Asp206→Glu | Ⅱ |
FHgydjdsj.org.cn/wszg/724 | 外顯子9 | CAC→CAT | 2區(qū)內(nèi)Val408→Met | Ⅱ |
FH429 | 外顯子11 | GGC→GTC | 2區(qū)內(nèi)Gly554→Val | Ⅱ |
FH840 | 外顯子4 | C→G | 1區(qū)重復(fù)5內(nèi)Asp206→Glu | Ⅱ |
FH883 | 外顯子3 | TGG→GGG | 1區(qū)重復(fù)2內(nèi)Trp66→Gly | Ⅲ |
FH380 | 外顯子17 | TAT→TGT | 5區(qū)內(nèi)Tyr807→Cys | Ⅳ |
表20-5 LDL-R的各種基因突變及其對(duì)LDL-R功能的影響(無(wú)義突變、插入)
患者 | 缺失位點(diǎn) | 缺失長(zhǎng)度 | LDL-R異常 | 突變類(lèi)型 |
FH264 | 外顯子14 | TGC→TGA | 2區(qū)重復(fù)內(nèi)Cys660→終止密碼 | Ⅱ |
FH683 | 外顯子17 | TGG→TGA | 5區(qū)內(nèi)Trp792→終止密碼 | Ⅳ |
FH295 | 外顯子8~9 | 14kb插入 | LDL-R增大4000D | Ⅲ |
FHL257 | 外顯子9~10 | 4.4kb插入 | 移碼、插入片段內(nèi)出現(xiàn)終止密碼 | - |
FH763 | 外顯子17 | AGAA插入 | 5區(qū)內(nèi)移碼→終止密碼804 | Ⅳ |