第四节 LDL-R基因突变分析

自Shneider等于1992年成功地纯化出牛肾上腺的LDL-R基因,Yamamoto等1984年成功地分离和克隆出5.3kb受体基因的全cDNA,并制成探针后,FH患者LDL-R基因突变在NDA分子水平上的研究有了新进展。 LDL-R基因位于人类第19号染色体p13.1~13.3,长45kb,由18个外显子和17个内显子组成(见图20-3),编码860个氨基酸的受体前体蛋白,分子量为120000,此前体蛋白在由内质网向高尔基体转运的过程中切去21个氨基酸残基组成的信号肽,加上18个O-连接和2个N-连接的寡糖链,成为分子量为160000的成熟LDL-R。LDL-R蛋白根据结构与功能的关系分成5个功能区,见第六章。 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/dongmaizhouyangyinghua/dongmaizhouyangyinghua159.jpg[alt]LDL-R基因结构示意图[/alt][/img] 图20 -3 LDL-R基因结构示意图 图中细线为内含子,宽线为外显子 在LDL-R外显子与其功能结构区也有密切的对应关系,如表20-1所示。17个内含子分别在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位点处插断外显子的序列。 表20-1 LDL-R外显子与功能结构区的对应关系
外 显 子长 度(bp)编码LDL-R结构区
1145~160mRNA5'端非翻译区、信号肽
21231区重复1
31231区重复2
43811区重复3、4、5
51231区重复6
61231区重复7
71202区重复A
81262区重复B
91722区重复B、C间区
102282区重复B、C间区
111192区重复B、C间区
121402区重复B、C间区
131422区重复B、C间区
141532区重复C
151713区
16783区,4区9个氨基酸残基
171534区13个、5区39个氨基酸残基
1825355区11个氨基酸残基,mRNA5'端非翻译区
在对FH病人LDL-R基因的分析中,已发现了几十种不同的基因突变,按照突变对LDL-R结构与功能的影响,将LDL-R基因突变分成四型,如表20-2所示。 表20-2 LDL-R基因突变类类型
类 型LDL-R功能异常
Ⅰ型不产生可测定的LDL-R,细胞膜上无LDL-R存在
Ⅱ型基因产物在细胞内有成熟和运输障碍,膜上LDL-R明显减少
Ⅲ型基因产物可到达细胞表面,但不与配体结合
Ⅳ型基因产物可到达细胞表面且与配体结合,但不能全部转入有被小窝
从DNA分子水平上看,LDL-R突变包括缺失、插入、无义突变和错义突变,影响受体的5个功能区,目前至少已发现180种LDL-R基因突变型,其中以5’端>10kb片段突变最为常见。LDL-R的各种基因突变及其对LDL-R功能的影响见表20-3、表20-4、表20-5。 表20-3 LDL-R 的各种基因突变及其对LDL-R功能的影响(缺失)
患者缺失位点缺失长度LDL-R异常突变类型
FH[XB]381[/XB]外显子13~155kb无LDL-R合成
FH[XB]49[/XB]启动子-外显子1>10kb无LDL-R合成
FH[XB]26[/XB]启动子-外显子1>6kb无LDL-R合成
FH[XB]TD[/XB]外显子13~144kb无LDL-R合成
FH[XB]TT[/XB]外显子26bp1区重复1Asp26、Gly27缺失
FH[XB]563[/XB]外显子43bp1区重复5Gly187缺失
FH[XB]626[/XB]外显子50.38kb1区重复6缺失
FH[XB]YF[/XB]外显子7~1412kb2区大部分缺失
FH[XB]359[/XB]外显子7~84kb2区重复A、B缺失
FH[XB]781[/XB]外显子16~187.8Kb4、5区缺失
FH[XB]274[/XB]外显子16~185.5Kb4、5区缺失
FH[XB]Helsjnkl[/XB]外显子16~189.5Kb4、5区缺失
FH[XB]5272[/XB]外显子2~35Kb1区重复1、2缺失
FH[XB]OF[/XB]外显子15~165.5Kb3区,4区9个氨基酸残基缺失-
FH[XB]ST[/XB]外显子16~174Kb3区部分、4区、5区部分氨基酸残基缺失-
FH[XB]L171[/XB]外显子160.4Kb3区部分,4区部分氨基酸残基缺失-
FH[XB]kanazawa[/XB]外显子2~412Kb1区重复2~5缺失-
FH[XB]okayama[/XB]外显子7~1413Kb2区缺失-
表20-4 LDL-R的各种基因突变及其对LDL-R功能的影响(错义突变)
患者缺失位点缺失长度LDL-R异常突变类型
FH[XB]MM[/XB]外显子14GGC→GAC2区重复C内Pro664→Leu
FH[XB]47[/XB]外显子14TGT→TAT2区重复C内Cys646→Leu
FH[XB]787[/XB]外显子4CTC→CTT1区重复5内Glu207→Lys
FH[XB]848[/XB]外显子4TCG→TTG1区重复4内Ser156→Leu
FH[XB]12[/XB]外显子4GTC→CTC1区重复5内Asp206→Glu
FH[XB]724[/XB]外显子9CAC→CAT2区内Val408→Met
FH[XB]429[/XB]外显子11GGC→GTC2区内Gly554→Val
FH[XB]840[/XB]外显子4C→G1区重复5内Asp206→Glu
FH[XB]883[/XB]外显子3TGG→GGG1区重复2内Trp66→Gly
FH[XB]380[/XB]外显子17TAT→TGT5区内Tyr807→Cys
表20-5 LDL-R的各种基因突变及其对LDL-R功能的影响(无义突变、插入)
患者缺失位点缺失长度LDL-R异常突变类型
FH[XB]264[/XB]外显子14TGC→TGA2区重复内Cys660→终止密码
FH[XB]683[/XB]外显子17TGG→TGA5区内Trp792→终止密码
FH[XB]295[/XB]外显子8~914kb插入LDL-R增大4000D
FH[XB]L257[/XB]外显子9~104.4kb插入移码、插入片段内出现终止密码-
FH[XB]763[/XB]外显子17AGAA插入5区内移码→终止密码804