GLUD1基因｜谷氨酸脱氢酶1功能、疾病关联、突变与代谢研究
GLUD1编码谷氨酸脱氢酶1，是氨基酸代谢和尿素循环的关键酶，其突变可导致高胰岛素血症-高氨血症综合征。
基因信息卡
| 基因符号 | GLUD1 |
|---|---|
| 基因全名 | glutamate dehydrogenase 1 |
| 基因类型 | protein-coding |
| 染色体位置 | 10q23.33 |
| NCBI Gene ID | 2746 ncbi.nlm.nih.gov/gene/2746 |
| Ensembl ID | ENSG00000148672 |
| UniProt ID | P00367 |
| OMIM ID | 138130 |
| HGNC ID | 4335 |
| 基因别名 | GDH, GDH1, GLUD |
基因功能与研究简介
GLUD1基因编码谷氨酸脱氢酶1（Glutamate Dehydrogenase 1），是一种线粒体基质酶，催化谷氨酸氧化脱氢为α-酮戊二酸，同时产生氨和NADH或NADPH。该酶在氨基酸代谢、尿素循环、能量代谢和胰岛素分泌调节中发挥关键作用。GLUD1突变可导致高胰岛素血症-高氨血症综合征（Hyperinsulinism-Hyperammonemia Syndrome, HIHA），表现为低血糖和高血氨。此外，GLUD1在多种肿瘤中表达异常，可能参与肿瘤代谢重编程。
疾病关联
| 疾病类别 | 疾病生理机制 | 基因组证据 |
|---|---|---|
| 高胰岛素血症-高氨血症综合征 | GLUD1功能获得性突变导致谷氨酸脱氢酶对GTP和ATP的变构抑制敏感性降低，酶活性增强，使谷氨酸氧化增加，促进胰岛素分泌，同时氨生成增多，导致高氨血症。 | 已明确致病 |
| 癫痫 | 部分HIHA患者伴有癫痫发作，可能与低血糖和氨中毒相关，但具体机制尚不完全清楚。 | 具有较强研究证据 |
| 肿瘤 | GLUD1在多种肿瘤中高表达，可能通过促进谷氨酰胺代谢和α-酮戊二酸生成，支持肿瘤细胞增殖。但具体致病性尚不明确。 | 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 |
| 胰腺 | 暂无可靠数据 | 中等表达 |
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.1501G>A (p.Gly501Ser) | 错义突变 | 罕见 | 功能获得性突变，降低GTP抑制敏感性，导致酶活性增强 |
| c.1519C>T (p.Arg507Cys) | 错义突变 | 罕见 | 功能获得性突变，降低GTP抑制敏感性，导致酶活性增强 |
| c.1493C>T (p.Ser498Leu) | 错义突变 | 罕见 | 功能获得性突变，降低GTP抑制敏感性，导致酶活性增强 |
突变功能分类
Loss of Function（功能缺失，LOF）
暂无明确证据表明GLUD1存在致病性功能缺失突变。
Gain of Function（功能获得，GOF）
已明确：GLUD1功能获得性突变导致酶活性增强，降低对GTP/ATP的变构抑制敏感性，是HIHA的主要致病机制。
Dominant Negative（显性负效应，DN）
暂无明确证据表明GLUD1存在显性负性突变。
查看完整突变数据：
基因本体论 (Gene Ontology)
| • GO:0004352 (glutamate dehydrogenase (NAD+) activity) | • GO:0004354 (glutamate dehydrogenase (NADP+) activity) |
| • GO:0005739 (mitochondrion) | • GO:0006537 (glutamate catabolic process) |
| • GO:0006520 (cellular amino acid metabolic process) |
相关通路
• hsa00250 (Alanine
• aspartate and glutamate metabolism)
• hsa00220 (Arginine biosynthesis)
• hsa04950 (Maturity onset diabetes of the young)
• hsa04930 (Type II diabetes mellitus)
蛋白质功能简介
谷氨酸脱氢酶1（GDH1）是由GLUD1基因编码的线粒体基质酶，由505个氨基酸组成，以同源六聚体形式存在。该酶催化谷氨酸氧化脱氢为α-酮戊二酸，同时产生氨和NADH/NADPH。GDH1在氨基酸代谢、尿素循环、能量代谢和胰岛素分泌调节中发挥关键作用。其活性受GTP、ATP和棕榈酰辅酶A的变构抑制，受ADP和亮氨酸的变构激活。GLUD1突变导致酶活性异常，与高胰岛素血症-高氨血症综合征相关。
联系电话