ALAS1基因｜基因功能、疾病关联、突变与基因编辑研究
ALAS1编码5-氨基乙酰丙酸合成酶1，是血红素生物合成的关键限速酶，其突变与多种卟啉症相关。
基因信息卡
| 基因符号 | ALAS1 |
|---|---|
| 基因全名 | 5'-aminolevulinate synthase 1 |
| 基因类型 | protein-coding |
| 染色体位置 | 3p21.2 |
| NCBI Gene ID | 211 ncbi.nlm.nih.gov/gene/211 |
| Ensembl ID | ENSG00000123374 |
| UniProt ID | P13196 |
| OMIM ID | 125290 |
| HGNC ID | 397 |
| 基因别名 | ALAS3, MIG4, ALAS, ALAS-H |
基因功能与研究简介
ALAS1基因编码5-氨基乙酰丙酸合成酶1（ALAS1），是血红素生物合成途径中的第一个限速酶。该酶在线粒体中催化甘氨酸和琥珀酰辅酶A缩合生成5-氨基乙酰丙酸（ALA）。ALAS1在肝脏中高表达，其表达受到血红素的反馈抑制。ALAS1的突变或表达异常与多种疾病相关，尤其是急性间歇性卟啉症（AIP）等卟啉症。此外，ALAS1在药物代谢和血红素稳态中发挥重要作用。
疾病关联
| 疾病类别 | 疾病生理机制 | 基因组证据 |
|---|---|---|
| 急性间歇性卟啉症 | ALAS1基因突变导致酶活性降低或表达异常，引起ALA和胆色素原（PBG）积累，导致神经症状。 | 已明确致病 |
| 迟发性皮肤卟啉症 | ALAS1表达上调可能加剧卟啉积累，但主要致病基因为UROD。 | 潜在关联 |
| 肝癌 | ALAS1表达异常可能影响血红素代谢，与肝癌发生相关，但证据有限。 | 潜在关联 |
表达谱
组织表达
| 组织 | nTPM | 级别 |
|---|---|---|
| 肝脏 | 暂无可靠数据 | 高表达 |
| 骨髓 | 暂无可靠数据 | 中等表达 |
| 心脏 | 暂无可靠数据 | 低表达 |
细胞系表达
| 细胞系 | nTPM | 笔记 |
|---|---|---|
| HepG2 | 暂无可靠数据 | 肝癌细胞系 |
| K562 | 暂无可靠数据 | 红白血病细胞系 |
数据来源：Human Protein Atlas（proteinatlas.org）
突变与遗传变异
Hotspot Mutations
| 变体 | 类型 | 频率 | 功能描述 |
|---|---|---|---|
| c.1132C>T (p.Arg378Cys) | 错义突变 | 罕见 | 可能影响酶活性 |
| c.1286G>A (p.Arg429His) | 错义突变 | 罕见 | 可能影响酶活性 |
| c.739C>T (p.Arg247Ter) | 无义突变 | 罕见 | 导致截短蛋白，功能丧失 |
突变功能分类
Loss of Function（功能缺失，LOF）
Loss of Function（功能丧失型突变）：导致ALAS1酶活性降低或缺失，如无义突变或移码突变，引起ALA和PBG积累，导致卟啉症。
Gain of Function（功能获得，GOF）
Gain of Function（功能获得型突变）：目前暂无明确证据表明ALAS1存在功能获得型突变。
Dominant Negative（显性负效应，DN）
Dominant Negative（显性负性突变）：部分错义突变可能产生显性负性效应，干扰正常ALAS1功能，但证据有限。
查看完整突变数据：
基因本体论 (Gene Ontology)
| • GO:0003870 (5-aminolevulinate synthase activity) | • GO:0009058 (biosynthetic process) |
| • GO:0005739 (mitochondrion) | • GO:0006782 (protoporphyrinogen IX biosynthetic process) |
相关通路
• Heme biosynthesis (Reactome: R-HSA-189451)
• Porphyrin metabolism (KEGG: map00860)
蛋白质功能简介
ALAS1蛋白由640个氨基酸组成，分子量约70 kDa。该蛋白定位于线粒体基质，以同源二聚体形式发挥催化活性。ALAS1含有保守的PLP结合位点和底物结合域。其表达受转录因子和血红素反馈调节。ALAS1在肝脏中高表达，是血红素合成的主要调控点。
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