GCDH基因｜基因功能、疾病关联、突变与基因编辑研究
GCDH基因编码戊二酰辅酶A脱氢酶，其缺陷导致戊二酸血症I型，是一种常染色体隐性遗传的有机酸代谢病。
基因信息卡
| 基因符号 | GCDH |
|---|---|
| 基因全名 | glutaryl-CoA dehydrogenase |
| 基因类型 | protein-coding |
| 染色体位置 | 19p13.13 |
| NCBI Gene ID | 2639 ncbi.nlm.nih.gov/gene/2639 |
| Ensembl ID | ENSG00000105607 |
| UniProt ID | Q92947 |
| OMIM ID | 608801 |
| HGNC ID | 4189 |
| 基因别名 | ACAD5, GCD, MGC161688 |
基因功能与研究简介
GCDH基因编码戊二酰辅酶A脱氢酶，该酶位于线粒体基质，参与赖氨酸、羟赖氨酸和色氨酸的分解代谢途径，催化戊二酰辅酶A脱氢生成戊烯二酰辅酶A。该酶的缺陷导致戊二酸、3-羟基戊二酸等代谢物积累，引起戊二酸血症I型（GA-1），是一种常染色体隐性遗传病。GCDH基因突变可导致酶活性降低或缺失，影响能量代谢和神经系统的正常发育。
疾病关联
| 疾病类别 | 疾病生理机制 | 基因组证据 |
|---|---|---|
| 戊二酸血症I型 | GCDH基因突变导致戊二酰辅酶A脱氢酶活性缺陷，引起戊二酸、3-羟基戊二酸等有机酸在体内蓄积，主要影响中枢神经系统，导致纹状体变性、运动障碍和脑白质病变。 | 已明确致病 |
| 戊二酸血症I型相关心肌病 | 部分GA-1患者可伴有心肌病，但具体机制尚不完全清楚，可能与代谢紊乱有关。 | 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 |
| 肾脏 | 暂无可靠数据 | 中等表达 |
| 脑 | 暂无可靠数据 | 中等表达 |
| 骨骼肌 | 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 |
| HEK293 | 暂无可靠数据 | 胚胎肾细胞系 |
| SH-SY5Y | 暂无可靠数据 | 神经母细胞瘤细胞系 |
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.1244C>T (p.Arg415Ter) | 无义突变 | 常见突变 | Loss of Function |
| c.914C>T (p.Arg305Trp) | 错义突变 | 常见突变 | Loss of Function |
| c.1204C>T (p.Arg402Trp) | 错义突变 | 少见突变 | Loss of Function |
| c.457C>T (p.Arg153Cys) | 错义突变 | 少见突变 | Loss of Function |
突变功能分类
Loss of Function（功能缺失，LOF）
大多数GCDH突变导致酶活性降低或缺失，属于功能丧失型突变。
Gain of Function（功能获得，GOF）
暂无明确证据表明GCDH存在功能获得型突变。
Dominant Negative（显性负效应，DN）
暂无明确证据表明GCDH存在显性负效应突变。
查看完整突变数据：
基因本体论 (Gene Ontology)
| • GO:0003995 (acyl-CoA dehydrogenase activity) | • GO:0005739 (mitochondrion) |
| • GO:0006559 (L-lysine catabolic process) | • GO:0006560 (tryptophan catabolic process) |
相关通路
• Lysine degradation (KEGG: hsa00310)
• Tryptophan metabolism (KEGG: hsa00380)
蛋白质功能简介
GCDH蛋白由438个氨基酸组成，分子量约48 kDa，定位于线粒体基质。该蛋白属于酰基辅酶A脱氢酶家族，以同源四聚体形式存在，每个亚基含有一个FAD辅基。GCDH催化戊二酰辅酶A脱氢生成戊烯二酰辅酶A，是赖氨酸、羟赖氨酸和色氨酸分解代谢的关键酶。其活性中心包含一个谷氨酸残基（Glu370），在催化过程中起关键作用。
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