HGD,即Homogentisate 1,2-dioxygenase(酪氨酸降解途径中的酶),是酪氨酸代谢通路中的一种关键酶。HGD的基因突变会导致一种名为黑尿症的罕见遗传性疾病,其特征是体内酪氨酸和苯丙氨酸的代谢紊乱,导致酪氨酸的代谢产物——酪氨酸酸(HGA)在体内积聚,并沉积在关节、心脏瓣膜和肾脏等组织,引起关节疼痛、心脏病和肾脏疾病等一系列并发症。
HGD基因的突变可以导致HGD酶的活性降低或丧失,从而导致黑尿症的发生。目前,HGD基因的突变谱已经得到了广泛的研究,不同国家和地区的研究者报道了多种HGD基因的突变,包括点突变、插入、缺失和剪接突变等。这些突变可以导致HGD酶的活性降低或丧失,从而导致HGA在体内积聚,引发黑尿症的症状。
例如,一项来自埃及的研究发现,在6名年轻的黑尿症患者中,研究者发现了4种不同的HGD基因突变,包括一种新的突变c.1079G>T;p.(Gly360Val)和三种已知的突变c.1078G>C;p.(Gly360Arg)、c.808G>A;p.(Gly270Arg)和c.473C>T;p.(Pro158Leu)[1]。这些突变导致了HGD酶的活性降低,从而引起了黑尿症的症状。
另一项来自俄罗斯的研究发现,在48个黑尿症家庭中,研究者发现了9种新的HGD基因突变,这些突变在其他国家尚未报道过[2]。这些突变包括点突变、插入和缺失等,可以导致HGD酶的活性降低或丧失,从而引起黑尿症的症状。
此外,HGD基因的突变还可以导致HGA在体内积聚,进而导致黑尿症的症状。例如,一项来自意大利的研究发现,在99名黑尿症患者中,研究者发现了12种新的HGD基因突变,这些突变可以导致HGD酶的活性降低或丧失,从而引起黑尿症的症状[4]。
除了导致黑尿症的发生,HGD基因的突变还可以影响肉类的质量。例如,一项来自中国的研究发现,HGD基因的SNPs与肉类的烹饪速度、肌肉纤维直径和剪切力等质量性状相关[3]。这表明,HGD基因的突变不仅可以导致黑尿症的发生,还可以影响肉类的质量。
综上所述,HGD基因的突变是导致黑尿症发生的关键因素,可以导致HGD酶的活性降低或丧失,从而引起HGA在体内积聚,引发黑尿症的症状。此外,HGD基因的突变还可以影响肉类的质量。因此,研究HGD基因的突变对于理解黑尿症的发病机制和肉类质量的影响具有重要意义。
参考文献:
1. Abdelkhalek, Zeinab S, Mahmoud, Iman G, Omair, Heba, Abdulhay, Mohamed, Elmonem, Mohamed A. 2023. Homogentisate 1,2-dioxygenase (HGD) gene variants in young Egyptian patients with alkaptonuria. In Scientific reports, 13, 14374. doi:10.1038/s41598-023-41200-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37658095/
2. Soltysova, Andrea, Kuzin, Alexandr, Samarkina, Elena, Zatkova, Andrea. 2021. Alkaptonuria in Russia. In European journal of human genetics : EJHG, 30, 237-242. doi:10.1038/s41431-021-00955-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34504318/
3. Zhou, Guoli, Dudgeon, Crissy, Li, Mei, Zhang, Lichun, Jin, Haiguo. . Molecular cloning of the HGD gene and association of SNPs with meat quality traits in Chinese red cattle. In Molecular biology reports, 37, 603-11. doi:10.1007/s11033-009-9860-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19816789/
4. Nemethova, Martina, Radvanszky, Jan, Kadasi, Ludevit, Spiegel, Ronen, Zatkova, Andrea. 2015. Twelve novel HGD gene variants identified in 99 alkaptonuria patients: focus on 'black bone disease' in Italy. In European journal of human genetics : EJHG, 24, 66-72. doi:10.1038/ejhg.2015.60. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25804398/