BCAT1基因｜基因功能、疾病关联、突变与基因编辑研究
BCAT1编码支链氨基酸转氨酶，在氨基酸代谢、肿瘤发生及神经发育中发挥关键作用。
基因信息卡
| 基因符号 | BCAT1 |
|---|---|
| 基因全名 | Branched Chain Amino Acid Transaminase 1 |
| 基因类型 | protein-coding |
| 染色体位置 | 12p12.1 |
| NCBI Gene ID | 586 ncbi.nlm.nih.gov/gene/586 |
| Ensembl ID | ENSG00000060982 |
| UniProt ID | P54687 |
| OMIM ID | 113520 |
| HGNC ID | 976 |
| 基因别名 | BCAT, BCT1, MECA, PP18 |
基因功能与研究简介
BCAT1基因编码支链氨基酸转氨酶1，该酶催化支链氨基酸（亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸）的可逆转氨反应，生成相应的α-酮酸和谷氨酸。BCAT1在多种组织中表达，尤其在胰腺、胎盘和骨骼肌中高表达。该酶参与氨基酸代谢、氮平衡和神经递质合成，并在细胞增殖和肿瘤发生中发挥重要作用。BCAT1的异常表达与多种癌症（如胶质瘤、乳腺癌和结直肠癌）的进展和不良预后相关。
疾病关联
| 疾病类别 | 疾病生理机制 | 基因组证据 |
|---|---|---|
| 高缬氨酸血症 | BCAT1基因突变导致支链氨基酸转氨酶活性降低，引起缬氨酸等支链氨基酸在体内蓄积，导致代谢紊乱。 | 已明确致病 |
| 胶质瘤 | BCAT1在胶质瘤中高表达，通过促进支链氨基酸代谢和α-酮戊二酸产生，支持肿瘤细胞增殖和侵袭。 | 具有较强研究证据 |
| 乳腺癌 | BCAT1在乳腺癌中表达上调，与肿瘤进展和不良预后相关，可能通过调节mTOR信号通路影响细胞生长。 | 具有较强研究证据 |
| 结直肠癌 | BCAT1高表达与结直肠癌的侵袭性和转移相关，可能通过影响代谢重编程促进肿瘤发展。 | 具有较强研究证据 |
| 肺癌 | BCAT1在非小细胞肺癌中表达升高，与肿瘤细胞增殖和化疗耐药相关。 | 潜在关联 |
表达谱
组织表达
| 组织 | nTPM | 级别 |
|---|---|---|
| 胰腺 | 暂无可靠数据 | 高表达 |
| 胎盘 | 暂无可靠数据 | 高表达 |
| 骨骼肌 | 暂无可靠数据 | 高表达 |
| 肝脏 | 暂无可靠数据 | 低表达 |
| 脑 | 暂无可靠数据 | 中等表达 |
细胞系表达
| 细胞系 | nTPM | 笔记 |
|---|---|---|
| U87MG（胶质母细胞瘤） | 暂无可靠数据 | 高表达 |
| MCF7（乳腺癌） | 暂无可靠数据 | 中等表达 |
| HCT116（结直肠癌） | 暂无可靠数据 | 高表达 |
| A549（肺癌） | 暂无可靠数据 | 中等表达 |
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.245C>T (p.Thr82Met) | 错义突变 | 罕见 | 可能影响酶活性，与高缬氨酸血症相关 |
| c.586G>A (p.Gly196Arg) | 错义突变 | 罕见 | 可能影响蛋白稳定性，与高缬氨酸血症相关 |
| c.739C>T (p.Arg247Trp) | 错义突变 | 罕见 | 可能影响底物结合，与高缬氨酸血症相关 |
| c.1000G>A (p.Gly334Ser) | 错义突变 | 罕见 | 可能影响酶活性，与高缬氨酸血症相关 |
突变功能分类
Loss of Function（功能缺失，LOF）
BCAT1基因的错义突变可能导致酶活性降低或丧失，引起支链氨基酸代谢障碍，如高缬氨酸血症。
Gain of Function（功能获得，GOF）
在多种癌症中，BCAT1表达上调或活性增强，可能促进肿瘤代谢重编程和细胞增殖，属于功能获得性改变。
Dominant Negative（显性负效应，DN）
暂无明确证据表明BCAT1突变具有显性负效应。
查看完整突变数据：
基因本体论 (Gene Ontology)
| • GO:0004084 (branched-chain-amino-acid transaminase activity) | • GO:0005829 (cytosol) |
| • GO:0005739 (mitochondrion) | • GO:0008652 (amino acid biosynthetic process) |
| • GO:0009083 (branched-chain amino acid catabolic process) |
相关通路
• hsa00290 (Valine
• leucine and isoleucine degradation)
• hsa00280 (Valine
• leucine and isoleucine biosynthesis)
• hsa01200 (Carbon metabolism)
• hsa05200 (Pathways in cancer)
蛋白质功能简介
BCAT1蛋白是支链氨基酸转氨酶家族成员，主要存在于细胞质中，以同源二聚体形式发挥催化功能。该酶以维生素B6为辅因子，催化支链氨基酸与α-酮戊二酸之间的转氨反应，生成相应的支链α-酮酸和谷氨酸。BCAT1在氨基酸代谢中起关键作用，为细胞提供氮源和碳骨架，并参与神经递质谷氨酸的合成。在肿瘤细胞中，BCAT1通过调节支链氨基酸代谢，影响mTOR信号通路和表观遗传修饰，促进肿瘤生长和转移。
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