ALDH18A1基因｜基因功能、疾病关联、突变与基因编辑研究
ALDH18A1编码线粒体谷氨酸-5-半醛脱氢酶，参与脯氨酸和鸟氨酸生物合成，其突变可导致皮肤松弛综合征和痉挛性截瘫等疾病。
基因信息卡
| 基因符号 | ALDH18A1 |
|---|---|
| 基因全名 | Aldehyde Dehydrogenase 18 Family Member A1 |
| 基因类型 | protein-coding |
| 染色体位置 | 10q26.13 |
| NCBI Gene ID | 5832 ncbi.nlm.nih.gov/gene/5832 |
| Ensembl ID | ENSG00000146733 |
| UniProt ID | P54886 |
| OMIM ID | 138250 |
| HGNC ID | 402 |
| 基因别名 | P5CS, PYCS, GSAS, P5CS1, SPG9A, SPG9B, ADCL2, ARCL3A |
基因功能与研究简介
ALDH18A1基因编码线粒体谷氨酸-5-半醛脱氢酶（P5CS），该酶催化谷氨酸转化为谷氨酸-5-半醛，是脯氨酸和鸟氨酸生物合成的关键步骤。该酶由两个同源结构域组成，具有γ-谷氨酰激酶和γ-谷氨酰磷酸还原酶活性。ALDH18A1突变可导致多种遗传性疾病，包括皮肤松弛综合征（Cutis Laxa）和痉挛性截瘫（Spastic Paraplegia）。
疾病关联
| 疾病类别 | 疾病生理机制 | 基因组证据 |
|---|---|---|
| 皮肤松弛综合征（Cutis Laxa） | ALDH18A1突变导致P5CS酶活性降低，影响脯氨酸和鸟氨酸合成，导致结缔组织异常，表现为皮肤松弛、关节过度活动等。 | 已明确致病 |
| 痉挛性截瘫（Spastic Paraplegia） | 某些ALDH18A1突变（如SPG9A）导致神经退行性病变，表现为进行性下肢痉挛和无力。 | 已明确致病 |
| 白内障（Cataract） | 部分ALDH18A1突变患者伴有白内障，可能由于脯氨酸缺乏影响晶状体蛋白合成。 | 具有较强研究证据 |
| 智力障碍（Intellectual Disability） | 部分患者出现智力发育迟缓，可能与神经发育异常有关。 | 具有较强研究证据 |
表达谱
组织表达
| 组织 | nTPM | 级别 |
|---|---|---|
| 肝脏 | 暂无可靠数据 | 暂无可靠数据 |
| 肾脏 | 暂无可靠数据 | 暂无可靠数据 |
| 小肠 | 暂无可靠数据 | 暂无可靠数据 |
| 脑 | 暂无可靠数据 | 暂无可靠数据 |
细胞系表达
| 细胞系 | nTPM | 笔记 |
|---|---|---|
| HepG2 | 暂无可靠数据 | 肝癌细胞系 |
| HEK293 | 暂无可靠数据 | 人胚胎肾细胞系 |
| HeLa | 暂无可靠数据 | 宫颈癌细胞系 |
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.1279C>T (p.Arg427Cys) | 错义突变 | 暂无可靠数据 | 可能影响酶活性，导致功能丧失 |
| c.1336G>A (p.Gly446Arg) | 错义突变 | 暂无可靠数据 | 可能影响酶活性，导致功能丧失 |
| c.1556G>A (p.Arg519His) | 错义突变 | 暂无可靠数据 | 可能影响酶活性，导致功能丧失 |
| c.746G>A (p.Arg249Gln) | 错义突变 | 暂无可靠数据 | 可能影响酶活性，导致功能丧失 |
突变功能分类
Loss of Function（功能缺失，LOF）
大多数致病性ALDH18A1突变导致酶活性降低或丧失，从而减少脯氨酸和鸟氨酸的合成，引起疾病。
Gain of Function（功能获得，GOF）
暂无明确证据表明ALDH18A1存在功能获得性突变。
Dominant Negative（显性负效应，DN）
部分突变可能具有显性负效应，干扰正常等位基因的功能，但具体机制尚需进一步研究。
查看完整突变数据：
基因本体论 (Gene Ontology)
| • GO:0004350: glutamate-5-semialdehyde dehydrogenase activity | • GO:0004349: glutamate 5-kinase activity |
| • GO:0005739: mitochondrion | • GO:0008652: cellular amino acid biosynthetic process |
| • GO:0006561: proline biosynthetic process | • GO:0000053: arginine biosynthetic process |
相关通路
• Proline biosynthesis
• Arginine biosynthesis
• Metabolic pathways
蛋白质功能简介
ALDH18A1编码的蛋白质是线粒体中的双功能酶，包含谷氨酸激酶和谷氨酸-5-半醛脱氢酶活性。该酶催化谷氨酸转化为谷氨酸-5-半醛，是脯氨酸和鸟氨酸生物合成的限速步骤。该蛋白质在结缔组织、神经系统等中发挥重要作用。
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