Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (Фогель, Мотульски - Генетика человека - 1990), страница 8

Изучение активности О6РР в лейкоцитах показало, что у негров она практически не отличается от нормы, а у жителей Средиземноморья и некоторых случаях существенно снижена. Для выявления различных форм О6РР использовали метод электрофореза. Подвижность нормального фермента дикого типа обозначили как В. Среди негров с нормальной активностью О6РР у 20% был обнаружен более быстрый компонент: его обозначили как А.

У негров с недостаточностью глюкоза-6-фосфат †дегидрогеназы этот фермент обладал подвижностью А-типа, а его активность была сильно снижена (фенотип А ). При недостаточ- ности О6РР, характерной для средиземноморской популяции, электрофоретическая подвижность фермента близка к нормальной (фенотип В ).

В популяции здоровых белых глюкоза-6-фосфат †депщрогеназа практически во всех случаях мигрирует в геле как нормальный компонент В (рис. 4.7). Хараки»еристика разхичяых вариантов Сбрй. В популяциях человека выявлен целый ряд редких типов О6РР. В связи с этим встал вопрос о необходимости стандартизации приемов нх классификации Рекомендации группы специалистов в этой области были опубликованы Всемирной организапией здравоохранения в )967 г. (9963.

В соответствии с ними характеристика О6РР включает следующие аспекты: а) активность фермента; б) электрофоретическая подвижность в различных буферных системах; в) субстратная специфичность (константа Михаэлиса — Ментен) к глюкоза-6- фосфату, МАРР и МАР; г) использование аналогов субстрата: 2-дезокси-глюкоза-б-фосфат, галактозо-6-фосфат и деамино-МАРР. Аналоп» субстрата обычно применяют для выявления тонких качественных различий в свойствах ферментов; д) термостабильность; е) зависимость активности фермента от рН.

Мужчины Жвмщнны + А ~ ~ — вщщ— В ~ ° ВВ ~ вюю В А А ВВ ВАААВА АААА Тыны 60РО у нвгвнчннокого нвсвнвкнн Рвс 47. Элсктрофорстичсскнс формы ОбРО у негритянского населения Мужчины гсмпзпготны и могут иметь генотип А, А илн В, жспщппы могут быть гомозиготпымп по любому пз зтпх аллслсй и гстсрозпгозными (возможны любыс комбинации аллслсй) Полосы, озотвстствующпс аллспю А, показаны тонкими линиями вследствие низкой активности фсрмсп »а онн слабо окрашиваются Гс»»отип ВВ зрулпо отличить от ВА, ках н АА — от АА г93) 4 1)ействие генов 26 Таблица 4.4„4. Варианты аномалий глюкоза-6-фосфат — дегидрогеназы (см. также (133)) Вариант Примеры ООР(3 Не(ноеп ООРО А+ (распространена в тропической Африке) ООРР А (распространена в тропической Африке), О6Р(3 Апап1 (Таиланд), ООР(3 Сап1оп (Южный Китай) Активность фермента увеличена Актиаиосп фермента близка к нормальной Активность фермента несколько сивжена (10 †6 от нормы у гемизиготных мужчин); повышена чувствительность к окисляющим агентам; фавизм не наблюдается Сильное нарушение активности фермента; гемолиз скомпеисироваи, чувствительность к окисляющим агентам резко повышена, может наблюдаться фавизм Сильное нарушение активности фермента и хронический гемолиз даже а отсузсгвие окисляющих агентов; иесфероцитарная анемия Обр(У (средиземноморский тип), ООР13 Н Рауошп (Египет)„ООР(3 2абппбеп (Германия) ООРГЗ А1Ьш(цещце, Обр(1 Веапзоп, ООР(3 Еге!Ьцгв Таблвяв 4.4,Б.

Некоторые обычные варианты глюкоза-6-фосфат- -дегилрогепазы А МЫ СааГоя Маыао1 Варианты Область распространения Африка Китай Греция, Италия, Средиземно- морье 0 — 5% Таиланд 5 — 16% 4 — 25% Активность О6РО (%) Гемолиз при инфекпиях и при лечении лекарственными препаратами Фаваз ы 10-20% редка 2 — 1О Врожденная желтуха Падение гемоглобина при гемолизе 0)100 мл) Увеличение активности О6Р(У в зритроцитах после гемолиза 2 — 8 4 — 10 4 — 1О минимальное + Варианппя ферлгеита, характерные для разных популяций человека.

На основании перечисленных выше параметров в настоящее время различают более 200 вариантов ООРГ) (10013 (см. также разд, 7.5.8). Их можно разделить на следующие группы (табл. 4.4А, 4.4Б): а) варианты с повышенной активностью фермента. Известно всего два— Обр() Не)ггоеп н ООР13 Наг((огб; б) варианты с активностью, близкой к норме Один из ннх-упоминавшнйся ранее вариант А ' — обнаруживается у 20 — 25% мужчин-негров в тропической Африке н у нх американских потомков; в) варианты с умеренно сниженной активностью. Активность фермента у гемизнготных мужчин составляет от 1О до 50% от нормальной.

Иногда обнаруживается чувствительность к лекарствам, вызывающим гемолнтнческие реакции; кожных реакций пет; г) варианты с резко выраженной недостаточностью Обр(3 и умеренным компенсированием гемолитнческих реакций. Типичный представитель этой группы— средиземноморский вариант; д) варианты с резко выраженной недостаточностью фермента, сопровождаются хроническим гемолнзом даже в 20 4. Действие генов отсутствие окисляющих агентов. Такие варианты вызывают врожденную несфероцитарную гемолитическую анемию.

Приведенная здесь классификация учитывает не все важные особенности глюкозо-6-фосфат — дегидрогеназы, однако она весьма полезна как отправная точка для дальнейших исследований. Углубленный биохичический и молекулярный анализ 11167; !001; !0023. Все исследованные случаи недостаточности по О6РР, для которых проводили анализ родословных, подтверждают сцепление гена, детерминирующего этот признак, с Х-хромосомой. Весьма вероятно поэтому, что мутации, обусловливающие все изученные варианты, действительно принадлежат одному покусу и что по крайней мере для эритроцитов не существует другого локуса, кодирующего глюкозо-6-фосфат — дегидрогеназу.

Все известные на сегодняшний день варианты, по-видимому, обусловлены различными мутациями в одном структурном гене. Активный фермент имеет молекулярную массу !20 кДа и представляет собой димер. Полипептндные цепи субъединиц состоят из 450 аминокислот; определена их последовательность 113633. В результате построения пептидных карт после обработки трипсином (метод «отпечатков пальцевп) выяснилось, что молекулярные нарушения по меньшей мере двух вариантов заключаются в замене всего одной аминокислоты: О6РР А отличается от О6РР В" единственной заменой аспарагиновой кислоты на аспарагин, а в варианте О6РР Не1сгоеп гистнднн замешен на тирозин.

Согласно генетическому коду, эти замены вполне могут быть связаны с точковыми заменами оснований в кодирующей цепи ДНК. Таким образом, генетический анализ был перенесен на уровень ДНК 1разд. 3.6). Фермеитативная активность О6РР обнаружена в клетках большинства (возможно, и всех) тканей; оказалось, что тканеспецифичных форм изоферментов нет, и если имеется мутантная форма глюкоза-6-фосфат — дегидрогеназы, то обнаруживается она во всех тканях. Вазкность изучения вариантов ббР0 длл понимания механизмов недостаточности ферментативньх систем у человека. Система О6РР служит замечательной моделью, поскольку у мужчин с мутацией в Х-хромосоме имеется продукт только мутантного гена.

Напротив, у гетерозигот по аутосомным мутациям нормальный и измененный продукт представлены в соотношении 1:1, и, следовательно, обнаружить незначительные изменения физико-химических свойств продуктов мутантного гена достаточно сложно. О6РР обладает и некоторыми другими особенностями, позволяющими проводить генетический анализ гораздо более подробно, чем это возможно для большинства наследственных дефектов ферментативных систем человека.

С помощью этой моделъной системы были установлены закономерности, общие для многих наследственных дефектов ферментов человека. 1. Использование широкого набора методов позволяет обнаружить большое количество мутантов, различающихся по ряду параметров. По-видимому, почти каждое вызванное мутацией изменение в структуре фермента влияет на его физиологические особенности. 2. Изменения фенотипа, вызванные мутациями, образуют непрерывный ряд от вариантов с практически неизмененными биологическими функциями (их можно обнаружить лишь с помощью специальных методов) к тем, которые проявляются только в неблагоприятных условиях, и вплоть до вариантов, вызывающих развитие заболевания даже в отсутствие неблагоприятных факторов.

Большинство мутаций безразлично для организма и не приводит к развитию болезни. Естественно, что мутации, вызывающие патологические симптомы, обнаруживаются с большей вероятностью, так как больных, страдающих гемолитической анемией, обследуют на предмет недостаточности какого-либо фермента гораздо чаще, чем здоровых людей. 3. Большинство вариантов наследственных нарушений ферментов встречается сравнительно редко. Однако в отдельных популяциях какой-то аллель может 4.

Действие генов 27 оказаться распространенным (табл. 4.4); причины это~о явления обсуждаются в разд. 6.2.1.6. 4. Практически все мутационные варианты обеспечивают остаточную активность фермента, и, если принять во внимание качественные различия в свойствах ферментов, все типы нарушений можно объяснить структурными мутациями в гене, который удалось точно локализовать в Х- хромосоме (разд. 3,4.3).

Перечисленные выводы вполне справедливы для большинства или даже для всех наследственных дефектов ферментативных систем человека. Последний вывод связан с локализацией гена О6РР в Х-хромосоме. Известно, что в большинстве клеток гетерознготных женщин у Х-сцепленных генов функционально активен только один из двух аллелей. Это обстоятельство может оказаться полезным для решения проблем„ связанных с ростом опухолей н клеточной днфференцировкой.

Так, например, было обнаружено, что в клетках лейомиомы матки у женщин, гетерозиготных по двум электрофоретическим вариантам О6РР„ присутствует только один тип фермента [10021. Это можно объяснить происхождением всех клеток опухоли от одной клетки. Подобные наблюдения, позволяющие предполагать моноклональное происхождение опухолей, имеются для большинства неопластических процессов (см. разд. 5.!.6).