ピルビン酸キナ-ゼ異常による遺伝性溶血性貧血の病因解明

丙酮酸激酶异常导致遗传性溶血性贫血发病机制的阐明

• 批准号: 03671199
• 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03671199/
• 关键词: 溶血性貧血; 赤血球酵素異常症; ピルビン酸キナ-ゼ異常症; 変異酵素; 単一塩基置換; 単一アミノ酸置換

ピルビン酸キナ-ゼ(PK)異常症は世界各国から300例以上が報告され、解糖系の中では最も頻度の高い酵素異常症である。われわれは既に正常ヒトL型、R型およびM_2型PKcDNAのクロ-ニングと塩基配列の決定を行っている。さらに、ホモ接合型PK異常症の1例(PK Tokyo)で単一塩基置換を決定し、この置換により不安定な変異酵素になることを明らかにしてきた。今年度はホモ接合型PK異常3例(PK Nagasaki,PK Fukushima,PK Maebashi)についての分子異常を検索した。方法はPK異常症患者網赤血球からRT・PCR法によりR型PKcDNAを単離し、全翻訳領域の塩基配列を決定した。PK Nagasakiでは既に明らかにしているPK Tokyo同一の単一塩基置換である ^<1151>ACG→ATGが同定され、この塩基置換によりThr^<384>からMetへの単一アミノ酸置換を引き起こす事が明らかになった。PK FukushimaとPK Maebashiでは ^<1261>CAG→AAGが同定された。この変異はGln^<421>からLysへの単一アミノ酸置換を引き起こし、変異部近傍のペプチド鎖の疎水性が劇的に増加する。Gln^<421>はPK分子の進化過程でよく保存されている残基で、そのNー端側近傍に活性中心を構成するアミノ酸が、Cー端側にはPKのアロステリックな性質を規定する構造が存在する。この様に、PK FukushimaとPK Maebashiで見いだされた構造変化はPKの重要な構造に甚大な影響を与えて、PKの熱安定性や基質ホスホエノ-ルピルビン酸との親和性を低下させ、更にアロステリックエフェクタ-であるフルクト-ス-1、6-二リン酸によるPKの活性化をも障害する。以上の結果より、PK FukushimaとPK Maebashiは、活性中心に対する影響のみが考えられるPK TokyoとPK Nagasakiより重篤な貧血を伴うものと考えられる。以上、ホモ接合型PK異常症3症において単一塩基置換を決定し、その構造異常と機能異常の関係を明らかにした。

More than 300 cases of PILVINA acid KINA-NHI (PK) abnormalities have been reported from various countries around the world, and the highest frequency of PILVINA acid KINA-NHI (PK) enzyme abnormalities has been reported among the glycolytic systems. The normal L-type, R-type and M_2-type PKcDNA sequences were determined by DNA sequencing. A case of PK abnormality (PK Tokyo) was reported. This year, 3 cases of PK abnormalities (PK Nagasaki,PK Fukushima,PK Maebashi) were detected. Methods RT PCR was used to determine the gene alignment of R-type PKC cDNA in patients with PK abnormalities. PK Nagasaki is the same as PK Tokyo in terms of base substitution, such as <1151>ACG, ATG, and acid substitution<384>. PK Fukushima PK Maebashi ^<1261>CAG→AAG The difference between Gln^<421>and Lys ^is that the acid substitution is initiated, and the water content is increased near the difference. Gln^<421>is a member of the PK molecular evolution process, which preserves the residues, forms the active center near the N-terminal side, and has a structure that defines the properties of PK. The structural changes of PK Fukushima and PK Maebashi have a great influence on the important structural aspects of PK. The thermal stability of PK and the affinity of PK acid are reduced. Moreover, the activation of PK is hindered by the thermal stability of PK and the matrix. The above results show that PK Fukushima, PK Maebashi, PK Tokyo, PK Nagasaki, PK Maebashi, PK Tokyo, PK Tokyo, The relationship between structural abnormality and functional abnormality is clear.

项目成果

Kanno H,Fujii H,Hirono A,Omine M,Miwa S: "Identical point mutation of the Rーtype pyruvate kinase(PK)cDNA found in unrelated PK variants associated with hereditary hemolytic anemia" Blood.

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

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

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

Kanno H,Fujii H,Hirono A,Miwa S: "cDNA cloning of human Rーtype pyruvate kinase and identification of a single amino acid substitution(Thr384→Met)affecting enzymatic stability in a pyruvate kinase variant(PK Tokyo)associated with hereditary hemolytic anemi

Kanno H、Fujii H、Hirono A、Miwa S：“人 R 型丙酮酸激酶的 cDNA 克隆以及影响与遗传性溶血性贫血相关的丙酮酸激酶变体（PK 东京）酶稳定性的单个氨基酸取代（Thr384→Met）的鉴定

Hirono A,Fujii H,Hirono K,Kanno H,Miwa S: "Molecular abnormality of a Japanese glucoseー6ーphosphate dehydrogenase variant(G6PD Tokyo)associated with hereditary nonーspherocytic hemolytic anemia" Human Genetics.

Hirono A、Fujii H、Hirono K、Kanno H、Miwa S：“与遗传性非球形细胞溶血性贫血相关的日本葡萄糖-6-磷酸脱氢酶变体（G6PD 东京）的分子异常”人类遗传学。