赤血球酵素異常による遺伝性溶血性貧血の遺伝子レベルでの病因解明

从基因水平阐明红细胞酶异常所致遗传性溶血性贫血的发病机制

• 批准号: 04671539
• 负责人: 藤井 寿一
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Women's Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04671539/
• 关键词: 溶血性貧血; 赤血球酵素異常症; ホスホグリセリン酸キナーゼ異常症; 変異酵素; 単一塩基置換; 単一アミノ酸置換; 構造異常; 機能異常

赤血球酵素異常による遺伝性溶血性貧血は赤血球機能を保つうえで重要な代謝系酵素の質的ないし量的な異常により起こる疾患である。われわれは原因不明の遺伝性非球状性溶血性貧血症例について酵素学的検索を行ない、現在までに11種183家系215例の赤血球酵素異常症を発現している。今年度は新たに発見した慢性溶血とミオグロビン尿を伴ったホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)異常症の一例、PGK Shizuokaの構造異常を決定した。方法は患者全RNAを鋳型としてPGKcDNAの3'-非翻訳領域に相補的なプライマーを用いてcDNAを合成し、2組のプライマーを用いたポリメラーゼチェインリアクション(PCR)法で全翻訳領域を増幅し、ジデオキシ法にて塩基配列を決定した。患者PGKcDNAの塩基配列を正常と比較したところ、翻訳開始部位より第473番目のグアニンからチミンへの単一塩基置換が明らかになった。この変異により第157番目のグリシンがバリンに置換する。ゲノムDNA上でこの塩基置換により生ずるBst XIサイトを検討したところ、母はヘテロ接合、父と兄は正常である事が明らかになった。PGK異常症は現在迄に6種の変異酵素において単一アミノ酸置換が証明され、変異酵素の構造異常と機能異常の関係が明らかになっている。すなわち、酵素の活性基に重大な影響を及ぼす部位の異常では溶血性貧血、精神・神経症状は重篤で、活性基に影響を及ぼさない酵素タンパク表面の異常では臨床症状は認められない。今回明らかにしたPGK Shizuokaのアミノ酸置換の部位はN-ドメインを構成するβストランド直前で、等電点変化は殆ど無いが、より側鎖の大きいアミノ酸への変化である。このアミノ酸置換は酵素活性には影響を及ぼすものの、酵素の安定性には変化を来たさず、軽度の溶血とミオグロビン尿を呈するものの、精神・神経症状を伴わないものと考えられる。

Hemolytic anemia due to erythrocyte enzyme abnormalities and the maintenance of erythrocyte function due to metabolic enzyme abnormalities In 2001, 215 cases of erythroenzyme abnormalities in 11 species and 183 families were reported. A case of PGK abnormality and a case of PGK Shizuoka structural abnormality were identified. Methods The gene sequence of PGK cDNA was determined by PCR method, which was used to synthesize cDNA, amplify cDNA, and determine the gene sequence of PGK cDNA in 3'-non-inverted domain. The nucleotide sequence of PGK cDNA was compared with that of normal PGK cDNA sequence. The difference between the 157th paragraph and the 157th paragraph is as follows: The DNA of a parent is replaced by the DNA of a parent. PGK abnormality has been proved by acid substitution in six different enzymes, and the relationship between structural abnormality and functional abnormality of different enzymes has been clarified. Hemolytic anemia, mental and neurological symptoms, significant effects of enzyme activity, and abnormalities of enzyme surface are recognized as clinical symptoms. In the present study, PGK Shizuoka's acid substitution site is composed of N-terminal, β-terminal, isoelectric point, and acid substitution. The activity of these enzymes affects the metabolism and stability of the enzyme.

项目成果

Kanno H, Fujii H, Hirono A, Omine M and Miwa S: "IdenticaL Point mutations of the R-type pyruvate kinase (PK)cDNA found in unrelated PK variants associated with hereditary hemolytic anemia." Blood. 79. 1347-1350 (1992)

Kanno H、Fujii H、Hirono A、Omine M 和 Miwa S：“在与遗传性溶血性贫血相关的不相关 PK 变体中发现了 R 型丙酮酸激酶 (PK)cDNA 的相同点突变。”

Fujii H, Kanno H, Hirono A, Shiomura T and Miwa S: "A single amino acid substitution (157Gly→Val) in a phosphoglycerate kinase variant (PGK Shizuoka) associated with chronic hemolisis and myoglobinuria." Blood. 79. 1582-1585 (1992)

Fujii H、Kanno H、Hirono A、Shiomura T 和 Miwa S：“磷酸甘油酸激酶变体 (PGK Shizuoka) 中的单个氨基酸取代 (157Gly→Val) 与慢性溶血和肌红蛋白尿相关。79。” (1992)

Miwa S, Kanno H and Fujii H: "Pyruvate kinase deficiency: Historical perspective and recent progress of molecular genetics." American Journal of Hematology. 42. 31-35 (1993)

Miwa S、Kanno H 和 Fujii H：“丙酮酸激酶缺乏症：分子遗传学的历史视角和最新进展。”

Kanno H, Fujii H and Miwa S: "Low substrate affinity of pyruvate kinase variant (PK Sapporo) due to a single amino acid substitution (426Arg→Gln) with hereditary hemolytic anemia." Blood. in press.

Kanno H、Fujii H 和 Miwa S：“丙酮酸激酶变体 (PK Sapporo) 的底物亲和力较低，原因是单个氨基酸取代 (426Arg→Gln) 导致遗传性溶血性贫血。”

Fujii H, Kanno H, Hirono A, and Miwa S: "A single nucleotide substitution in the phosphoglycerate kinase (PGK)-1 gene occurred after the separation of PGK-1 and PGK-2." Human Genetics. 89. 583 (1992)

Fujii H、Kanno H、Hirono A 和 Miwa S：“磷酸甘油酸激酶 (PGK)-1 基因中的单核苷酸取代发生在 PGK-1 和 PGK-2 分离后。”