第四节 LDL-R基因突变分析
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| LDL-R基因结构示意图/ |
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。
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
1
145～160
mRNA5'端非翻译区、信号肽
2
123
1区重复1
3
123
1区重复2
4
381
1区重复3、4、5
5
123
1区重复6
6
123
1区重复7
7
120
2区重复A
8
126
2区重复B
9
172
2区重复B、C间区
10
228
2区重复B、C间区
11
119
2区重复B、C间区
12
140
2区重复B、C间区
13
142
2区重复B、C间区
14
153
2区重复C
15
171
3区
16
78
3区，4区9个氨基酸残基
17
153
4区13个、5区39个氨基酸残基
18
2535
5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
FH381
外显子13～15
5kb
无LDL-R合成
Ⅰ
FH49
启动子-外显子1
>10kb
无LDL-R合成
Ⅰ
FH26
启动子-外显子1
>6kb
无LDL-R合成
Ⅰ
FHTD
外显子13～14
4kb
无LDL-R合成
Ⅰ
FHTT
外显子2
6bp
1区重复1Asp26、Gly27缺失
Ⅱ
FH563
外显子4
3bp
1区重复5Gly187缺失
Ⅱ
FH626
外显子5
0.38kb
1区重复6缺失
Ⅲ
FHYF
外显子7～14
12kb
2区大部分缺失
Ⅲ
FH359
外显子7～8
4kb
2区重复A、B缺失
Ⅲ
FH781
外显子16～18
7.8Kb
4、5区缺失
Ⅳ
FH274
外显子16～18
5.5Kb
4、5区缺失
Ⅳ
FHHelsjnkl
外显子16～18
9.5Kb
4、5区缺失
Ⅳ
FH5272
外显子2～3
5Kb
1区重复1、2缺失
Ⅲ
FHOF
外显子15～16
5.5Kb
3区，4区9个氨基酸残基缺失
-
FHST
外显子16～17
4Kb
3区部分、4区、5区部分氨基酸残基缺失
-
FHL171
外显子16
0.4Kb
3区部分，4区部分氨基酸残基缺失
-
FHkanazawa
外显子2～4
12Kb
1区重复2～5缺失
-
FHokayama
外显子7～14
13Kb
2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
FHMM
外显子14
GGC→GAC
2区重复C内Pro664→Leu
Ⅱ
FH47
外显子14
TGT→TAT
2区重复C内Cys646→Leu
Ⅱ
FH787
外显子4
CTC→CTT
1区重复5内Glu207→Lys
Ⅱ
FH848
外显子4
TCG→TTG
1区重复4内Ser156→Leu
Ⅱ
FH12
外显子4
GTC→CTC
1区重复5内Asp206→Glu
Ⅱ
FH724
外显子9
CAC→CAT
2区内Val408→Met
Ⅱ
FH429
外显子11
GGC→GTC
2区内Gly554→Val
Ⅱ
FH840
外显子4
C→G
1区重复5内Asp206→Glu
Ⅱ
FH883
外显子3
TGG→GGG
1区重复2内Trp66→Gly
Ⅲ
FH380
外显子17
TAT→TGT
5区内Tyr807→Cys
Ⅳ
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
FH264
外显子14
TGC→TGA
2区重复内Cys660→终止密码
Ⅱ
FH683
外显子17
TGG→TGA
5区内Trp792→终止密码
Ⅳ
FH295
外显子8～9
14kb插入
LDL-R增大4000D
Ⅲ
FHL257
外显子9～10
4.4kb插入
移码、插入片段内出现终止密码
-
FH763
外显子17
AGAA插入
5区内移码→终止密码804
Ⅳ