白三烯C4合酶缺乏症

白三烯 C4 合成酶（LTC4S） 通过 LTA4 与还原型谷胱甘肽（GSH） 的结合催化合成白三烯 C4（LTC4），还原型谷胱甘肽（GSH） 由谷胱甘肽合成酶（GSS; 601002 ）合成。白三烯 C4 及其受体结合代谢物 LTD4 和 LTE4 是半胱氨酰白三烯，它们是组织炎症的有效脂质介质。一般而言，白三烯是在某些粒细胞活化后由膜衍生的花生四烯酸合成的有效促炎介质（Kanaoka 等，2001）。

半胱氨酰白三烯与支气管哮喘有关。CYSLTR1（ 300201 ） 和 CYSLTR2（ 605666 ） 是 LTC4 及其代谢物的受体。CYSLTR 选择性药理学拮抗剂在哮喘治疗中很重要（Martinez Molina 等，2007）。

▼ 克隆与表达
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彭罗斯等人（1992）纯化了 LTC4 合酶并将其表征为 18-kD 蛋白质。林等人（1994）克隆了 LTC4S 基因并表明它的开放解读码组编码一个 150 个残基的蛋白质，分子量为 16.5-kD，pI 为 11.05。推导出的序列包含 2 个共有蛋白激酶 C 磷酸化位点和一个潜在的 N 连接糖基化位点以及 3 个假定的跨膜区域。LTC4S 的推导氨基酸序列与 GSH S-转移酶无显着同源性，但与 5-脂氧合酶激活蛋白（FLAP; 603700）具有 31% 的总体序列同一性）。推导出的 LTC4 合酶的肽结构分析预测存在 3 个跨膜结构域，几乎与 FLAP 的结构域重叠。LTC4 合酶可被 FLAP 抑制剂 MK-886 抑制。

▼ 基因结构
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通过从 P1 文库进行基因组克隆，Penrose 等人（1996）发现 LTC4S 基因长 2.52 kb，包含 5 个外显子。研究人员指出，虽然 LTC4S 和人类 FLAP 基因的内含子 - 外显子连接是相同的，但肯尼迪等人报道的 FLAP 的大小（1991）超过 31 kb。彭罗斯等人（1996）在 LTC4S 基因的 5-prime 侧翼区域发现了多个转录起始位点。

▼ 测绘
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Penrose 等人使用荧光原位杂交技术（1996）将 LTC4S 基因定位到染色体 5q35。

▼ 生化特征
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晶体结构

阿戈等人（2007）通过 X 射线晶体学以 3.3 埃的分辨率显示了人类 LTC4S 与谷胱甘肽复合物的原子结构，并提供了对谷胱甘肽和 LTA4 的高底物特异性的见解，这将 LTC4S 与其他微粒体谷胱甘肽 S 转移酶区分开来。LTC4S 单体具有 4 个跨膜 α 螺旋，并形成一个 3 倍对称三聚体作为一个单元，每个界面上都有功能域。谷胱甘肽以 U 形构象存在于相邻单体之间的界面内，这种结合由界面顶部的环结构稳定。LTA4 将适合界面，以便一个单体的 arg104 激活谷胱甘肽以提供硫醇阴离子，攻击 LTA4 的 C6 以形成硫醚键，而相邻单体中的 arg31 提供质子以在 C5 处形成羟基，

马丁内斯·莫利纳等人（2007）分别以 2.0 和 2.15 埃的分辨率孤立呈现了人类 LTC4S 的晶体结构，其载脂蛋白和谷胱甘肽复合形式。该结构揭示了同源三聚体，其中每个单体由 4 个跨膜片段组成。酶与底物复合的结构表明，活性位点在谷胱甘肽上强制形成马蹄形构象，并有效地定位硫醇基团，以便在膜酶界面附近的精氨酸激活。此外，该结构提供了一个模型，说明亲脂性共底物的 omega 端如何固定在疏水裂缝的一端，提供分子“标尺”以在谷胱甘肽的硫醇处排列反应性环氧化物。

▼ 基因功能
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佩斯-阿西亚克等人（1986）证明白三烯前体 LTA4 由人血小板通过依赖于谷胱甘肽的途径转化为 LTC4。

佩斯-阿西亚克等人（1986）发现 2 名谷胱甘肽合成酶缺乏症的同胞的 LTC4 合成严重受损（ 266130 ）。患者血小板的谷胱甘肽水平约为正常水平的 30%，这反映了谷胱甘肽合成酶活性的降低。这些患者的发现表明细胞谷胱甘肽水平可能调节 LTC4 合成酶的产生。

在嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞和单核细胞/巨噬细胞的跨膜活化后，由膜衍生的花生四烯酸形成白三烯 C4 由 3 个连续的酶促步骤催化。花生四烯酸在磷脂酶 A2 的作用下从细胞膜中释放出来（见600522）。5-脂肪氧化酶通过 5-脂肪氧化酶相关蛋白和 Ca（2+） 孤立激活，并催化 2 个连续的酶促反应形成 LTA4。白三烯 C4 合酶催化 LTA4 与还原型谷胱甘肽结合形成 LTC4（ Penrose et al., 1992 ）。

▼ 分子遗传学
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哮喘和阿司匹林不耐受哮喘

阿司匹林不耐受哮喘（AIA; 208550 ） 是一种独特的临床综合征，其特征是对阿司匹林和其他非甾体抗炎药（NSAID） 的呼吸不良反应。阿司匹林通过触发半胱氨酰-白三烯的产生，可能是通过去除 PGE（2） 依赖性抑制作用，导致 AIA 患者的支气管收缩。桑普森等人（1997）和Cowburn 等人（1998）发现 AIA 患者支气管活检中 LTC4S 表达增加。Cowburn 等人的研究（1998）据报道，与耐受阿司匹林的哮喘患者和非哮喘对照组相比，AIA 患者的 LTC4S 表达分别增加了 5 倍和 18 倍。作者推测 AIA 患者可能具有参与调节 LTC4S 表达的多态性，导致半胱氨酰-白三烯过量产生，导致支气管收缩。

萨纳克等人（1997）在 LTC4S 基因 -444A-C 中发现了一个启动子多态性，该基因在阿司匹林不耐受哮喘患者中出现过多。11 名 AIA 患者中有 6 名是 -444C 等位基因纯合子，而阿司匹林耐受哮喘组和对照组中只有 1 名患者是纯合子。与耐受阿司匹林的哮喘患者（0.227） 和非哮喘对照组（0.226） 相比，AIA 患者的 -444C 等位基因频率几乎翻了一番（0.436），-444C 等位基因的相对风险为 3.89。

萨纳克等人（2000）发现来自 AIA 患者的外周血嗜酸性粒细胞具有增加的 LTC4S mRNA。吸入阿司匹林激发试验导致 LTC4 尿量增加，仅在 -444C 等位基因的携带者中达到显着性。对 HeLa 细胞的核蛋白相互作用研究表明，-444C 等位基因为组蛋白 H4 转录因子-2（H4FN；142750）的转录信号创造了一个额外的结合位点，体外研究表明，-444C 等位基因导致报告基因增加基因表达。萨纳克等人（2000）得出结论，LTC4S 的过度表达可能易患 AIA。

Sayers 等人使用启动子-报告基因构建体的体外转染（2003）表明，地塞米松将 -1072G/-444A、AC 和 GC 单倍型构建体的 LTC4S 转录增加了 50% 以上（p 小于 0.02），但对 AA 单倍型没有影响（p = 0.27）。赛耶斯等人（2003）得出的结论是，与其他患者相比，在存在皮质类固醇的情况下，9% 的 AA 单倍型高加索哮喘患者可能在遗传上预先确定了较低的半胱氨酰-白三烯水平，这对评估联合皮质类固醇和抗白三烯治疗具有潜在意义。哮喘。

▼ 动物模型
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金冈等人（2001）发现 Ltc4s-null 小鼠发育正常并且可以生育。来自这些小鼠的骨髓衍生细胞不提供响应 IgE 依赖性激活的 Ltc4。此外，酵母聚糖诱导的腹膜血管通透性和 IgE 介导的被动皮肤过敏反应在这些小鼠中显着减少。研究结果表明，Ltc4s 是组织中主要的 Ltc4 产生酶，并且 Ltc4 在先天性和适应性免疫宿主炎症反应中的血管通透性中起作用。