CPS1基因｜基因功能、疾病关联、突变与基因编辑研究
CPS1基因编码氨甲酰磷酸合成酶I，是尿素循环的关键酶，其突变可导致高氨血症，与多种代谢性疾病相关。
基因信息卡
| 基因符号 | CPS1 |
|---|---|
| 基因全名 | carbamoyl-phosphate synthase 1 |
| 基因类型 | protein-coding |
| 染色体位置 | 2q34 |
| NCBI Gene ID | 1373 ncbi.nlm.nih.gov/gene/1373 |
| Ensembl ID | ENSG00000021826 |
| UniProt ID | P31327 |
| OMIM ID | 608307 |
| HGNC ID | 2326 |
| 基因别名 | CPSASE1; CPSI; PHN |
基因功能与研究简介
CPS1基因编码氨甲酰磷酸合成酶I，是尿素循环中的第一个限速酶，催化氨和碳酸氢盐生成氨甲酰磷酸。该酶主要在线粒体中表达，在肝脏和小肠中高表达。CPS1基因突变可导致氨甲酰磷酸合成酶I缺乏症，引起高氨血症，严重时可危及生命。此外，CPS1表达异常与肝细胞癌、结直肠癌等多种肿瘤相关。
疾病关联
| 疾病类别 | 疾病生理机制 | 基因组证据 |
|---|---|---|
| 氨甲酰磷酸合成酶I缺乏症 | CPS1基因突变导致酶活性降低或缺失，尿素循环受阻，血氨升高，引起高氨血症，可导致脑损伤甚至死亡。 | 已明确致病 |
| 肝细胞癌 | CPS1在肝细胞癌中表达下调，与肿瘤分化程度和预后相关，可能通过影响代谢重编程参与肿瘤发生。 | 具有较强研究证据 |
| 结直肠癌 | CPS1表达异常与结直肠癌的发生发展相关，可能通过调节代谢影响肿瘤细胞增殖。 | 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 |
| 小肠 | 暂无可靠数据 | 中等表达 |
| 肾脏 | 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 |
| Caco-2 | 暂无可靠数据 | 结直肠腺癌细胞系 |
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.1315C>T (p.Arg439Cys) | 错义突变 | 暂无可靠数据 | 可能影响酶活性 |
| c.2380A>G (p.Thr794Ala) | 错义突变 | 暂无可靠数据 | 可能影响酶活性 |
| c.3133C>T (p.Arg1045Trp) | 错义突变 | 暂无可靠数据 | 可能影响酶活性 |
突变功能分类
Loss of Function（功能缺失，LOF）
CPS1基因突变导致酶活性降低或缺失，尿素循环受阻，引起高氨血症。
Gain of Function（功能获得，GOF）
暂无明确证据
Dominant Negative（显性负效应，DN）
暂无明确证据
查看完整突变数据：
基因本体论 (Gene Ontology)
| • GO:0004087 (carbamoyl-phosphate synthase (ammonia) activity) | • GO:0005524 (ATP binding) |
| • GO:0005739 (mitochondrion) | • GO:0006541 (glutamine metabolic process) |
| • GO:0000050 (urea cycle) |
相关通路
• Urea cycle (KEGG: map00330)
• Metabolic pathways (KEGG: map01100)
蛋白质功能简介
CPS1蛋白是尿素循环的关键酶，催化氨甲酰磷酸的合成。该蛋白主要在线粒体中表达，在肝脏中高表达。CPS1蛋白由1463个氨基酸组成，包含多个功能域，如谷氨酰胺酶结构域和氨甲酰磷酸合成酶结构域。CPS1蛋白的活性受N-乙酰谷氨酸（NAG）的变构调节。CPS1基因突变可导致酶活性降低或缺失，引起高氨血症。此外，CPS1蛋白在肿瘤代谢中可能发挥重要作用。
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