磷酸甘露糖变位酶2缺乏症的诊治进展

磷酸甘露糖变位酶2缺乏症是最常见的N-糖基化障碍,又称磷酸甘露糖变位酶2相关性先天性糖基化障碍(phosphomannomutase 2-congenital disorder of glycosylation,PMM2-CDG),是一种常染色体隐性遗传的多系统疾病,由PMM2基因(OMIM:601785)突变所致,病情轻重不一,目前尚无针对PMM2-CDG的特异疗法,早发现、早诊断、早治疗可有效延长患儿的生存年限。该文就PMM2-CDG的诊疗进展进行综述。

海带磷酸甘露糖变位酶(PMM)基因的克隆与表达分析

磷酸甘露糖变位酶(PMM)是褐藻胶和岩藻聚糖合成过程中的关键酶之一。本研究利用c DNA末端快速克隆(RACE)技术,获得2条海带PMM基因(Sjpmm1,Sjpmm2)序列。其中,Sjpmm1的开放阅读框(ORF)长759 bp,其编码的Sj PMM1为卤酸脱卤酶(HAD)超家族成员,含252个氨基酸,分子量约为28.51 k Da;而Sjpmm2的ORF长1866 bp,其编码的Sj PMM2属于磷酸己糖变位酶超家族的成员,含621个氨基酸,分子量约为66.49 k Da。海带PMM的二级结构均以?-螺旋为主。进化分析表明,Sjpmm1来自于原始真核生物,而Sjpmm2来源于质体的第一次内共生作用。实时定量PCR分析发现,海带受到高温或低温胁迫时,Sjpmm1和Sjpmm2转录水平上升,以合成岩藻聚糖抵抗环境影响。此外,利用p MAL-c5X载体对Sj PMM1进行体外表达,得到高浓度的可溶性融合蛋白,为后续的Sj PMM功能分析提供基础。

田菁种子中甘露糖磷酸变位酶(PMM)的纯化及其性质

利用 Sephadex G-200平板等电聚焦技术对田菁(Sesbania cannabina)种子中的 PMM进行了纯化。得到的 PMM 等电点为 pH5.0,在 SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳上表现为一条带,分子量为41 kD。酶活测定表明,PMM 的最适催化 pH 为7.3,其催化甘露糖-1-磷酸(M-1-P)到甘露糖-6-磷酸(M-6-P)反应的平衡常数为16.2。另外用酸水解法对田菁 PMM 的氨基酸组分进行了分折。

转磷酸甘露糖变位酶基因提高水稻维生素C含量

维生素C（VC）是人体健康所必需的营养元素。人类由于缺乏VC合成途径中的最后一种酶（L-古洛糖酸内酯氧化酶）,自身不能合成VC。水稻是重要的粮食作物,增加水稻种子中VC含量,能够提高其营养价值。磷酸甘露糖变位酶（PMM）是VC合成通路中一种重要的酶,催化甘露糖-6-磷酸到甘露糖-1-磷酸的转变。将水稻PMM基因（OsPMM）构建在双右边界双元载体pMNDRBBin6上,并用种子特异表达的启动子BX14驱动其表达。通过农杆菌介导的转化系统,OsPMM基因被转入粳型三系恢复系C418中。通过分子检测,在T2代筛选到了无选择标记的转基因植株。对OsPMM基因在转基因植株中的表达进行分析,发现OsPMM基因在转基因水稻种子内的表达水平明显提高,相应地,转基因系种子中的VC含量也提高了25%-50%。

应用Minigene剪接变异体分析技术诊断PMM2基因非经典剪接位点新变异的致病性

目的:研究Minigene剪接变异体分析技术在诊断磷酸甘露糖变位酶2(PMM2)相关先天性糖基化障碍(PMM2-CDG)中的价值,探讨磷酸甘露糖变位酶2(PMM2)基因剪接位点新变异对其转录产物的影响。方法:通过对1例PMM2-CDG患儿进行高通量测序查找可能的遗传学病因,利用Minigene剪接变异体分析技术,研究PMM2基因新剪接位点变异的致病性。根据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)指南,判断新变异的致病性。结果:遗传学分析发现患儿系PMM2基因母源性c.691G>A(p.Val231Met)变异和父源性c.447+5G>A变异复合杂合子。Minigene剪接变异体分析发现:变异c.447+5G>A导致PMM2基因转录产物形成r.348_447del转录本,为致病性PMM2基因变异。患儿的临床特征为皮肤巩膜黄染,血清总胆红素、非结合胆红素和总胆汁酸明显升高,白蛋白明显降低,甲胎蛋白、铁蛋白和促甲状腺素等升高,对症支持治疗效果欠佳。结论:Minigene剪接变异体分析可为PMM2-CDG确诊和家系遗传咨询提供新的分子标记物,扩展了PMM2基因变异谱,为该病的临床诊治提供新的参考依据。

白及PMM基因cDNA序列克隆及甘露糖合成相关基因的表达特性分析

【目的】克隆白及磷酸甘露糖变位酶(PMM)基因(BsPMM)cDNA序列,并检测甘露糖合成相关基因的表达特性,为研究甘露糖合成相关基因的调控功能及白及多糖合成机制提供理论依据。【方法】采用RT-PCR克隆BsPMM基因cDNA序列,对其进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测BsPMM和GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因(BsGMP)在不同品种(桂及1号和桂及2号)、生育期(苗期、生长旺期和成熟期)和组织(叶片、茎、假鳞茎和根)中的表达特性,同时测定不同生育期假鳞茎的多糖和甘露糖含量。【结果】克隆获得的BsPMM基因cDNA全长1062bp,包含一个759bp的开放阅读框(ORF),编码252个氨基酸,该基因编码的蛋白BsPMM定位于细胞质,含一个从细胞内部到外部的跨膜螺旋区;不稳定系数为41.67,为不稳定蛋白;总平均疏水指数为-0.304,为亲水性蛋白,含植物PMM蛋白特有的4个保守结构域,属于HAD超家族成员。BsPMM蛋白与单子叶植物尤其是兰科植物铁皮石斛和蝴蝶兰PMM蛋白的亲缘关系较近,与罂粟、葡萄和芦笋等双子叶植物PMM的亲缘关系较远。BsPMM和BsGMP基因在不同品种、组织和生育期均有表达,且二者在假鳞茎中表达量显著高于其他组织(P<0.05),区别在于桂及1号在生长旺期的表达量最高,而桂及2号在苗期的表达量最高。桂及1号和桂及2号假鳞茎中甘露糖含量和多糖含量均随生育期推移呈逐渐升高的变化趋势。【结论】BsPMM和BsGMP基因表达具有时空、组织和品种特异性,可能是调控多糖合成代谢途径中的关键基因,参与白及甘露糖和多糖的合成。

PMM2-先天性糖基化障碍1例报告并文献复习

目的探讨磷酸甘露糖变位酶2(PMM2)-先天性糖基化障碍(congenital disorders of glycosylation,CDG)患者的临床特点和遗传学特征,为PMM2-CDG患者的早期诊断提供依据。方法对我院收治的1例PMM2-CDG患儿的临床资料进行回顾性分析,并检索中国知网、万方、维普及Pubmed数据库中中国PMM2-CDG患者的临床资料进行分析。结果本例患儿临床表现为生长迟缓、大运动发育落后、皮疹、肌张力低下及肝转氨酶异常,基因组高通量测序分析发现PMM2基因存在一个纯合突变c.634A>G,来自于父母,明确诊断后给予喂养和营养指导、保肝治疗、补充甘露糖等支持疗法并定期复查。患儿6月龄后肝转氨酶恢复正常,1岁后渐呈前额宽大特殊面容,随访至2岁6个月患儿生长迟缓未改善,发育落后逐渐明显。数据库中21例中国PMM2-CDG患者多表现为生长迟缓、发育落后和肌张力低下,颅脑影像学检查可见小脑发育不良,c.395T>C(p.I132T)和c.430T>C(p.P144L)是我国患者出现较多的基因突变类型。结论PMM2-CDG是罕见的先天性代谢性疾病,为常染色体隐性遗传,患者临床出现相关症状时应进行PMM2基因检测以明确诊断。

灵芝多糖糖供体合成途径中关键酶的异源表达及其酶学性质

【背景】灵芝多糖(Ganoderma lucidum polysaccharide,GLP)是一种具有多种生物活性的大分子物质,已有研究者通过发酵调控优化或菌种改良使灵芝多糖产量得到一定的提高。但由于灵芝多糖糖供体合成途径并未完全明晰,其中关键酶特性解析也不完善,使得灵芝多糖产量的大幅度提高仍存在瓶颈。【目的】通过异源表达大量制备灵芝中含量较少的磷酸葡萄糖变位酶(Phosphoglucomutase,PGM)、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-glucosepyrophosphorylase,UGPG)和磷酸甘露糖异构酶(Phosphomannose isomerase,PMI),并分别探究和比较其酶学性质,深入了解灵芝多糖的糖供体合成途径中关键酶的特性信息,为灵芝多糖合成发酵策略的高效制定提供依据。【方法】以灵芝菌株CGMCC5.26的c DNA为模板,克隆得到关键酶基因gl-pgm、gl-ugpg和gl-pmi,分别在E. coli BL21(DE3)中诱导表达,产物通过Co-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】纯化酶GLpgm、GLugpg和GLpmi均在E. coli中实现大量表达。GLpgm的最适反应pH为8.5,GLugpg和GLpmi的最适pH同为7.5;GLpgm、GLugpg和GLpmi最适反应温度依次为35、40和30℃;1mmol/L的Ag^+和Cu^2+对3种酶均具有强烈抑制作用,Mn^2+、Mg^2+对GLpgm和GLpmi均有激活作用,其中Mn^2+对GLpgm的激活作用高达2.7倍。GLpgm、GLugpg和GLpmi的kcat/Km值分别为196.08、818.60和1 105.22 mmol/(L·s)。【结论】在最适反应pH、温度及金属离子作用方面,GLpgm、GLugpg和GLpmi与植物及真菌来源的这3种酶较为相似,对底物的催化效率相对其他来源的酶高,为基于灵芝多糖合成途径的调控提供了更完善的信息。

先天性糖基化障碍2例

先天性糖基化障碍(congenital disorder of glycosylation,CDG)是一组由于聚糖合成和结合到蛋白质和脂质过程缺陷所致的先天性代谢性疾病,多为常染色体隐性遗传[1]。绝大多数CDG患者有多种系统病变且均有不同程度的精神发育迟缓。自比利时儿科医师Jaeken于1980年首次报道该病以来,已有超过150种糖基化缺陷被明确,而磷酸甘露糖变位酶(PMM)缺陷引起CDG-Ia型是最常见的CDG类型,全世界报道超700例[2-3]。现将娄底市中心医院儿科通过全外显基因检测确诊的两例PMM2-CDG(CDG-Ia)兄妹俩报告如下,以提高临床对该病的认识。