β-胡萝卜素加氧酶 1; BCO1

• β-胡萝卜素 15,15-单加氧酶 1；BCMO1
• β-胡萝卜素 15,15-引物双加氧酶；BCDO
• β-胡萝卜素 15,15-素加氧酶 1

HGNC 批准的基因符号：BCO1

细胞遗传学位置：16q23.2 基因组坐标（GRCh38）：16:81,238,447-81,291,141（来自 NCBI）

▼ 描述

维生素 A 代谢对于视力、胚胎发育、细胞分化以及细胞膜和皮肤保护等重要过程非常重要。β-胡萝卜素 15,15-prime-monooxygenase（EC 1.13.11.21） 是 β-胡萝卜素代谢为维生素 A 的关键酶。

▼ 克隆和表达

Wyss 等人（2000） 从十二指肠表达文库中克隆了鸡 Bcdo。他们证明，鸡肉 Bcdo 是一种细胞质酶，可以特异性在 15,15-素双键处裂解 β-胡萝卜素。

Von Lintig 和 Vogt（2000） 克隆了果蝇 Bcdo，其编码的蛋白质与牛视网膜色素上皮特异性基因 Rpe65（180069） 具有 36.7% 的序列同一性。他们发现重组果蝇Bcdo可催化β-胡萝卜素的中心裂解，从而形成2分子视网膜。RT-PCR仅在果蝇头部检测到Bcdo表达。

严等人（2001） 通过使用从消减的牛 RPE cDNA 文库生成的 PCR 探针进行筛选，从视网膜色素上皮（RPE） cDNA 文库中克隆了人类 BCMO1，他们将其称为 BCDO。通过EST数据库检索，他们还鉴定出了小鼠同源物。推导的 547 个氨基酸的人类蛋白质的计算分子量为 62 kD，与 RPE65（180069） 具有 37% 的序列同一性，与鸡 Bcdo 具有 67% 的序列同一性，与小鼠 Bcdo 具有 83% 的序列同一性。通过 Northern blot 分析，Yan 等人（2001） 在人类 RPE 中发现了 2.4 kb 的转录物，但在整个视网膜或任何其他测试组织的 mRNA 中没有发现。通过 RT-PCR，他们发现在肾脏、睾丸、肝脏、大脑、小肠、结肠以及 RPE 中表达。

▼ 基因结构

Yan 等人（2001） 确定 BCMO1 基因包含 11 个外显子，横跨大约 20 kb 的基因组 DNA。

▼ 测绘

Yan 等人结合体细胞和辐射混合分析（2001） 将 BCMO1 基因定位到染色体 16q21-q23。

▼ 基因功能

Yan 等人（2001） 发现在生化测定中，sf9 昆虫细胞中表达的重组 BCDO 对 β-胡萝卜素具有特异性。

▼ 分子遗传学

在一名患有高胡萝卜素血症和维生素 A 缺乏症的患者（HCVAD; 115300） 中，Lindqvist 等人（2007） 发现了 BCMO1 基因的杂合突变（605748.0001）。

▼ 动物模型

Widjaja-Adhi 等人（2015） 描述了缺乏 Bco2（611740）、Scarb1（601040）、Isx（612019） 和/或 Bco1 的单一和复合突变小鼠中玉米黄质的摄取和代谢。他们发现膜蛋白 Scarb1 是肠道叶黄素摄取所必需的。转录因子 Isx 通过与 Scarb1 和 Bco1 启动子中的核心 DNA 元件结合来下调 Scarb1 和 Bco1 的表达。Bco1 是肝脏和眼睛吸收叶黄素所必需的。研究确定 Bco1 和 Bco2 分别是 β-胡萝卜素和玉米黄质的主要代谢酶，并表明 Bco1 依赖性视黄醇信号传导在负反馈环路中诱导 Isx 表达。

▼ 等位基因变异体（1 个选定示例）：

.0001 高胡萝卜素血症和维生素 A 缺乏，常染色体显性（1 名患者）
BCO1，THR170MET
在 Sharvill（1970）、Lindqvist 等人之前报道的一名患有高胡萝卜素血症和维生素 A 缺乏（HCVAD；115300） 的患者中（2007） 鉴定了 BCMO1 基因外显子 5 中的杂合 C 到 T 转换，导致高度保守残基中的 thr170 到 met（T170M） 取代。体外功能表达研究表明，与野生型相比，突变蛋白的酶活性降低了约90%。没有证据表明存在显性负效应。在 60 条对照染色体中未发现该突变。研究结果与导致单倍体不足的功能丧失突变一致。