目的 探讨1例永久性新生儿糖尿病患者的致病基因及其致病机制。
方法 分析1例永久性新生儿糖尿病患者的临床特点,抽提家系成员的基因组DNA,PCR扩增后进行GCK基因直接测序。构建野生型和突变型质粒,体外表达并纯化葡萄糖激酶重组蛋白,进行酶动力学和热稳定性分析。
结果 在该新生儿糖尿病患者发现GCK基因c.571 C>T(R191W)和c.1136 C>A(A379E)复合杂和突变。功能学分析显示,与野生型相比,R191W和A379E突变导致蛋白产量明显下降[分别为(85.8±8.7)mg/L比(47.7±8.1)mg/L,P<0.01;(85.8±8.7)mg/L比(54.5±5.3)mg/L,P<0.01];S0.5显著升高[分别为(7.63±0.21)mmoL/L比(35.27±2.20)mmol/L,P<0.001;(7.63±0.21)mmoL/L比(13.30±0.44)mmol/L,P<0.001];ATP-Km显著升高[分别为(0.30±0.01)mmol/L比(0.42±0.01)mmol/L,P<0.001;(0.30±0.01)mmol/L比(0.54±0.04)mmol/L,P<0.001];突变型蛋白对葡萄糖的催化常数显著下降[分别为(20.9±2.1)/s比(6.5±1.0)/s,P<0.001;(20.9±2.1)/s比(10.5±1.1)/s,P<0.01]。突变型蛋白的热稳定性下降,表现为同一孵育温度下或同一温度更短时间内酶活性的快速丧失。
结论 GCK基因R191W和A379E复合杂和突变是该新生儿糖尿病的致病原因。突变导致的蛋白表达下降、酶对葡萄糖和对ATP的亲和力下降以及热稳定性的下降可能是其致病机制。