인간 phenylalanine hydroxylase 유전자 변이의 구조 및 기능 분석.

저자: Kim SW, Jung J, Oh HJ, Kim J, Lee KS, Lee DH, Park C, Kimm K, Koo SK, Jung SC. Kim SW와 Jung J는 공동 제1저자.

초록

Phenylketonuria(PKU)는 phenylalanine hydroxylase(PAH) 결핍으로 발생하는 선천성 대사 이상이다. 연구진은 PKU 환자에서 10개의 신규 변이와 3개의 tetrahydrobiopterin(BH4) 반응성 변이를 포함한 PAH mutation spectrum을 확인했다. 본 연구에서는 이전 연구에서 발견한 신규 변이 6개(P69S, G103S, L293M, G332V, S391I, A447P), 동아시아 PKU 환자에서 흔한 변이 2개(R243Q, R413P), BH4 반응성 변이 3개(R53H, R241C, R408Q)를 포함한 11개 PAH missense mutation을 기능적·구조적으로 분석했다.

일시적 protein overexpression system과 in vitro BH4-responsiveness study를 사용했다. PAH missense mutation이 PAH protein structure에 미치는 영향도 분석했다. 12개 mutated residue의 conservation을 확인하기 위해 PAH를 221개 종의 full genomic sequence와 BLAST로 정렬했다. PAH protein과 composite tetramer의 model structure는 SHEBA software를 이용해 구성했다.

일부 mutant에서는 PAH activity가 검출되지 않았다. 그러나 다른 mutant의 residual activity는 넓은 범위를 보였다. BH4에 반응하는 missense mutation은 PAH를 암호화하는 43개 종의 multiple sequence alignment 전반에서 높은 보존성을 보이지 않았다. PAH composite model structure는 BH4 반응성 mutant에서 dimer stability가 감소하지만 tetramer stability는 정상으로 유지됨을 보여주었다.

본 발현 연구는 PAH mutation을 분석하고 mutant PAH protein의 model structure를 제안했다. 제안된 mutant PAH structure와 function 사이의 상관관계도 제시되었다.

PMID:16253218 [PubMed - indexed for MEDLINE].