β-脲基丙酶； UPB1

BUP1
β-丙氨酸合成酶

HGNC 批准的基因符号：UPB1

细胞遗传学位置：22q11.23 基因组坐标（GRCh38）：22:24,495,059-24,528,680（来自 NCBI）

▼ 描述

UPB1 基因编码 β-脲基丙酸酶（EC 3.5.1.6），催化嘧啶降解的最后一步，将 N-氨甲酰-β-氨基异丁酸和 N-氨甲酰-β-丙氨酸分别转化为 β-氨基异丁酸（参见 210100）和 β-丙氨酸、氨和二氧化碳（Vreken 等人，1999）。

▼ 克隆和表达

Vreken 等人（1999）克隆了BUP1基因。1,152 bp 的 BUP1 开放解读码组对应于 384 个氨基酸的蛋白质，计算分子量为 43 kD，周围有 61 个核苷酸的 5 引物非翻译区和 277 个核苷酸的 3 引物非翻译区。该蛋白与大鼠 β-脲基丙酸酶 cDNA 的翻译产物具有 84% 的同一性。人类 cDNA 在大肠杆菌和真核 COS-7 细胞中的表达显示出非常高的 β-脲基丙酸酶酶活性，从而证实了 cDNA 的身份。来自大脑、肝脏、肾脏和心脏的人类 EST 文库含有部分 β-脲基丙酸酶 cDNA，表明在这些组织中表达，如在大鼠中所见。

▼ 基因结构

Vreken 等人（1999）确定 BUP1 基因由 11 个外显子组成，跨越大约 20 kb 的基因组 DNA。

▼ 测绘

Vreken 等人的地图（1999）通过荧光原位杂交将人类 UPB1 基因定位到染色体 22q11.2。

▼ 基因功能

β-脲基丙酸酶也被称为β-丙氨酸合酶，因为它催化动物体内β-丙氨酸的生物合成。在其活性形式下，该酶以十二聚体或六聚体形式存在，而该酶响应其产物 β-丙氨酸而解离成无活性的三聚体（Matthews 等人，1992）。

坂本等人（2001）发现纯化的人肝脏 β-脲基丙酸酶活性可被 1 mM 丙酸盐抑制，但不会被 10 mM β-丙氨酸抑制。在这方面它与大鼠肝酶不同。

▼ 分子遗传学

Van Kuilenburg 等人（2004）报道了 4 名 β-脲基丙酸酶缺乏症患者的 UPB1 基因中存在 3 个突变等位基因（UPB1D；613161）。这些突变包括2个剪接位点突变（IVS1-2A-G，606673.0001和IVS8-1G-A，606673.0002）和1个错义突变（A85E；606673.0003）。A85E 突变酶在大肠杆菌中的异源表达没有产生残留活性。作者推测，β-氨基异丁酸稳态的改变和/或氧化应激的增加可能导致这些患者出现一些临床异常。

▼ 等位基因变体（4 个选定示例）：

.0001 β-脲基丙酸酶缺乏症
UPB1、IVS1AS、AG、-2
在 Assmann 等人描述的最初的 β-脲基丙酸酶缺乏症患者（UPB1D；613161）中（1998），范库伦伯格等人（2004）发现 UPB1 基因 IVS1-2A-G 和 IVS8-1G-A 中 2 个剪接受体位点突变存在复合杂合性（606673.0002）。

范·奎伦伯格等人（2004）描述了一名近亲父母出生的 3 岁土耳其女孩，她因 β-脲基丙酸酶缺乏而患有精神运动性和严重智力障碍。该孩子的 IVS1-2A-G 突变是纯合子。预计该突变会导致外显子 1 下游发生移码。

.0002 β-脲基丙酸酶缺乏症
UPB1, IVS8AS, GA, -1
van Kuilenburg 等人在一名非近亲结婚的 4 个月大男孩中，在肝活检中未检测到 β-脲基丙酸酶活性（UPB1D; 613161）（2004）在 UPB1 基因中发现剪接位点突变 IVS8-1G-A 的纯合性。预计该突变会导致外显子 8 下游发生移码。

范·奎伦伯格等人（2004）发现了 Assmann 等人描述的最初的 β-脲基丙酸酶缺乏症患者（1998）对于这个和另一个剪接位点突变 IVS1-2A-G（606673.0001）来说是复合杂合的。

.0003 β-脲基丙酸酶缺乏症
UPB1，ALA85GLU
van Kuilenburg 等人在一名 12 个月大的非洲女孩中发现了 β-脲基丙酸酶缺乏症（UPB1D；613161），该女孩由非近亲婚配出生（2004）在 UPB1 基因的外显子 2 中检测到 254C-A 颠换，导致 ala85-to-glu（A85E）取代。突变酶在大肠杆菌中的异源表达表明没有内源性β-脲基丙酸酶活性。

.0004 β-脲基丙酸酶缺乏症
UPB1，ARG70PRO
在一名患有 β-脲基丙酸酶缺乏症（UPB1D；613161）的澳大利亚男孩中，Yaplito-Lee 等人（2008）鉴定了 UPB1 基因中 2 个突变的复合杂合性：外显子 2 中的 209G-C 颠换，导致 arg70-to-pro（R70P）取代，以及剪接位点突变（606673.0001）。他患有多种先天性泌尿生殖系统和结直肠异常，包括膀胱外翻、肛门闭锁、阑尾和远端结肠重复、阴茎和阴囊分叉。肾脏影像显示骨盆和输尿管中度扩张和回声区。12 个月大时，他的生长、发育和神经系统检查均显示正常。体外功能表达研究表明R70P突变蛋白没有残留活性。