线粒体反式 2-烯酰辅酶 A 还原酶; MECR

反式 2-烯酰辅酶 A 还原酶，线粒体
2-烯酰硫酯还原酶
核受体结合因子 1；NRBF1

HGNC 批准的基因符号：MECR

细胞遗传学定位：1p35.3 基因组坐标（GRCh38）：1:29,192,656-29,230,947（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

Miinalainen 等人通过在 EST 数据库中搜索与酿酒酵母反式 2-烯酰硫酯酶相似的序列，然后进行 PCR 扩增（2003）克隆了NRBF1。推导的 373 个氨基酸蛋白质的计算分子量为 37 kD。在哺乳动物、线虫和酵母数据库中鉴定出同源蛋白质。这些哺乳动物蛋白含有假定的 N 端线粒体靶向信号，并且都含有对酵母酶催化至关重要的酪氨酸残基。Northern 印迹分析检测到 1.4 kb NRBF1 转录本在骨骼肌和心肌中表达水平最高。在脑、胎盘、肝脏、肾脏和胰腺中表达较弱，在肺中未检测到表达。SDS-PAGE显示纯化的重组NRBF1的表观分子质量约为37 kD。

▼ 基因功能

Miinalainen 等人（2003）证明重组 NRBF1 以 NADPH 依赖性方式将反式 2-烯酰基-CoA 还原为链长从 C6 到 C16 的酰基-CoA，并优先选择中等链长的底物。此外，在缺乏 2-烯酰硫酯还原酶的酵母菌株中表达人 NRBF1 可恢复线粒体呼吸功能并允许在甘油上生长。

▼ 基因结构

Miinalainen 等人（2003）确定 NRBF1 基因包含 10 个外显子，跨度超过 37 kb。

▼

通过基因组序列分析进行绘图，Miinalainen 等人（2003）将 NRBF1 基因定位到染色体 1p22.3。

▼ 分子遗传学

Heimer 等人在来自 5 个不相关家庭的 7 名患有儿童期肌张力障碍并伴有视神经萎缩和基底神经节异常的患者中（DYTOABG; 617282）（2016）鉴定出 MECR 基因中的双等位基因突变（608205.0001-608205.0006）。这些突变是通过全外显子组测序或 MECR 基因直接测序发现的，并通过桑格测序证实，并与家族中的疾病分开。与对照组相比，来自 4 个家族的患者成纤维细胞的 MECR 蛋白水平显着降低，蛋白脂酰化水平降低约 50%。一些患者细胞的线粒体呼吸链和电子传递系统活性也表现出轻度和不同程度的降低。与对照组相比，患者细胞的线粒体形态没有变化。

在一名患有儿童期肌张力障碍和基底神经节异常但无视神经萎缩的 12 岁男孩中，他的父母是中国近亲（G 家庭），Liu 等人（2021）鉴定出 MECR 基因中的纯合突变（D304Y; 608205.0007）。作者指出，该患者从 10 岁起就开始接受硫辛酸治疗，这可能可以解释为什么没有出现视神经萎缩。通过全外显子组测序鉴定出的突变在父母和未受影响的同胞中以杂合状态存在。患者成纤维细胞中 MECR 蛋白表达降低。分子模型表明 D304Y 突变导致蛋白质稳定性受到干扰。

▼ 等位基因变异体（7 个选定示例）：

.0001 肌张力障碍，儿童期发病，伴有视神经萎缩和基底神经节异常
MECR、GLY232GLU
Heimer 等人在一名 48 岁的德系犹太人后裔（A 族）男子中，患有儿童期发病的肌张力障碍，伴有视神经萎缩和基底神经节异常（DYTOABG；617282）（2016）鉴定了 MECR 基因中的复合杂合突变：c.695G-A 转换（c.695G-A，NM_016011.3），导致辅因子结合域中保守残基处的 gly232-to-glu（G232E）取代，以及 c.855T-G 颠换，导致 tyr285-to-ter（Y285X; 60 8205.0002）替代。一名患有该疾病的混血犹太血统（B 族）2 岁男孩患有该疾病，其 G232E 突变和内含子 7 中 1 bp 插入（c.830+2_830+3insT；608205.0003）为复合杂合子，导致剪接位点缺陷和异常转录产物。这些突变是通过全外显子组测序发现并通过桑格测序证实的，因2个家庭的疾病而被隔离。c.695G-A 突变在德系犹太人基因组计划的 256 个等位基因或 206 个内部德系犹太人对照中未发现，但在 ExAC 数据库中发现频率较低（121,408 人中有 5 个）。在这 3 个数据库中均未发现 c.855T-G 突变。在 Ashkenazi 基因组计划数据库的 256 个等位基因中的 1 个、内部数据库的 210 个等位基因的 0 个以及 ExAC 数据库的 120,664 个等位基因的 10 个中发现了剪接位点突变。对 2 名受影响的德系犹太人血统（C 家族）成年兄弟中的这些已知变异进行直接测序，确定了 B 家族 2 岁男孩中发现的相同 2 种变异的复合杂合性。体外研究表明，G232E 突变无法完全挽救酵母互补模型中的呼吸缺陷，与功能减弱的等位基因一致；类似的酵母互补研究表明，Y285X 突变会导致功能完全丧失。用这些突变转化的酵母菌株显示出不存在蛋白质脂酰化。蛋白质印迹分析显示 G232E 等位基因没有 MECR 信号，表明突变蛋白可能不稳定，而有证据表明 Y285X 等位基因产生截短的蛋白。

.0002 肌张力障碍，儿童期发病，伴有视神经萎缩和基底神经节异常
MECR，TYR285TER
用于讨论 MECR 基因中的 c.855T-G 颠换（c.855T-G，NM_016011.3），导致 tyr285-to-ter（Y285X）取代，在复合异质中发现Heimer 等人对患有伴有视神经萎缩和基底神经节异常的儿童期肌张力障碍患者的合子状态（DYTOABG; 617282）进行了研究（2016），参见 608205.0001。

.0003 肌张力障碍，儿童期发病，伴有视神经萎缩和基底神经节异常
MECR，1-BP INS，830+2T
用于讨论 MECR 基因（c.830+2_830+3insT，NM_016011.3）中的 1-bp 插入，该插入在来自 2 个不相关的 3 名患者中以复合杂合状态发现Heimer 等人研究了患有儿童期肌张力障碍并伴有视神经萎缩和基底神经节异常的家庭（DYTOABG; 617282）（2016），参见 608205.0001。

.0004 肌张力障碍，儿童期发病，伴有视神经萎缩和基底神经节异常
MECR，TYR285CYS
Heimer 等人在一名突尼斯裔（D 族）患有儿童期肌张力障碍并伴有视神经萎缩和基底神经节异常的 7 岁女孩中（DYTOABG；617282）（2016）鉴定了 MECR 基因中的纯合 c.854A-G 转换（c.854A-G，NM_016011.3），导致辅因子结合域中的保守残基处发生 tyr285 至 cys（Y285C）取代。该突变是通过桑格测序发现的，并与疾病分离。ExAC 数据库中 120,182 个等位基因中的 1 个中发现了 c.854A-G 突变，而德系基因组计划数据库中的 256 个等位基因中未发现 c.854A-G 突变。受影响的残基与另一名患有该疾病的患者中发现的无义突变相同（Y285X；608205.0002）。

.0005 肌张力障碍，儿童期发病，伴有视神经萎缩和基底神经节异常
MECR，ARG258TRP
Heimer 等人在 2 名盎格鲁-撒克逊血统（E 族）兄弟中患有儿童期肌张力障碍并伴有视神经萎缩和基底神经节异常（DYTOABG；617282）（2016）鉴定了 MECR 基因中的复合杂合突变：c.772C-T 转换（c.772-CT, NM_016011.3），导致辅因子结合域中的保守残基处的 arg258-to-trp（R258W）取代，以及 4-bp 缺失（c.247_250del; 608205.0006），导致移码和提前终止（Asn83HisfsTer4）。这些突变是通过全基因组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。ExAC 数据库中 121,102 个等位基因中的 10 个中发现了 c.772C-T 突变，而德系基因组计划数据库中的 256 个等位基因中未发现 c.772C-T 突变；在两个数据库中均未发现 4-bp 删除。与对照组相比，患者成纤维细胞的 MECR 蛋白水平显着降低，蛋白脂酰化水平降低约 50%。然而，患者细胞的复合物 I 和 IV 活性仅略有下降（对照值的 65-75%）。

.0006 肌张力障碍，儿童期发病，伴有视神经萎缩和基底神经节异常
MECR，4-BP DEL，NT247
用于讨论 MECR 基因中的 4-bp 缺失（c.247_250del，NM_016011.3），导致移码和过早终止（Asn83HisfsTer4），这是在化合物中发现的Heimer 等人研究了 2 名患有儿童期肌张力障碍并伴有视神经萎缩和基底神经节异常的兄弟的杂合状态（DYTOABG; 617282）（2016），参见 608205.0005。

.0007 肌张力障碍，儿童期发病，伴有视神经萎缩和基底神经节异常
MECR，ASP304TYR
Liu 等人研究了一名 12 岁男孩，其父母是中国近亲（G 家庭），患有儿童期肌张力障碍和基底神经节异常，但没有视神经萎缩（DYTOABG；617282）（2021）鉴定了 MECR 基因中的纯合 c.910G-T 颠换（c.910G-T，NM_016011.4），导致辅因子结合域中的保守残基处出现 asp304 至 tyr（D304Y）取代。通过全外显子组测序鉴定出该突变，患者的父母和未受影响的同胞被证明是突变携带者。该变体不存在于千人基因组计划、gnomAD、ExAC 和外显子组测序计划数据库中。患者成纤维细胞中 MECR 蛋白表达降低。分子模型表明 D304Y 突变导致蛋白质稳定性受到干扰。