硫辛酸合成酶；LIAS
HGNC 批准基因符号：LIAS
细胞遗传学定位：4p14 基因组坐标（GRCh38）：4:39,459,056-39,479,506（来自 NCBI）
▼ 克隆与表达
通过EST数据库搜索与酿酒酵母硫辛酸合酶同源的序列，Stanchi等人（2001）鉴定出了人类LIAS。推导的 113 个氨基酸蛋白质与酿酒酵母酶有 60% 的同一性。Morikawa等人（2001）根据拟南芥硫辛酸合酶序列设计了PCR引物，并使用所得产物从小鼠心脏cDNA文库中克隆了Lias。推导的 373 个氨基酸蛋白质的计算分子量约为 42 kD。N 端 26 个氨基酸编码潜在的线粒体靶向前序列，去除后将产生 347 个氨基酸的推导成熟蛋白，分子量约为 39 kD。Northern 印迹分析检测到 1.8 kb 信息的表达主要在心脏、睾丸和肝脏中。将荧光标记的 Lias 转染至 CHO 细胞中，揭示了与线粒体标记重叠的细胞内定位。
▼ 基因功能
Morikawa等人（2001）利用缺乏硫辛酸合酶的大肠杆菌细胞证实了小鼠Lias编码硫辛酸合酶。用携带小鼠Lias的质粒转化突变型大肠杆菌细胞，恢复了细胞在无硫辛酸培养基中生长的能力。N 端 26 个氨基酸缺失的 Lias 增强了突变体的生长至接近正常水平。
▼ 分子遗传学
通过自合性作图和候选基因分析，对一名患有高甘氨酸血症、乳酸性酸中毒和癫痫的男孩进行候选基因分析（HGCLAS；614462），又称丙酮酸脱氢酶硫辛酸合成酶缺乏症（PDHLD），Mayr等（2011）在LIAS基因中发现了一个纯合错义突变（R249H；607031.0001）。出生后第 3 天，患者出现癫痫发作、肌张力减退和吸吮不良。他的病情恶化，并出现反复发作的呼吸暂停和与血清乳酸升高相关的意识下降。出生第 11 天，他的代谢进一步恶化，出现急性呼吸衰竭，需要人工通气 17 天。尿液分析显示戊二酸和甘氨酸增加，血浆甘氨酸也增加。病情稳定后，孩子出现精神运动发育严重迟缓、痉挛性四肢瘫痪伴挛缩、癫痫、小头畸形以及血清乳酸间歇性升高。4岁时，他因呼吸道感染在家中去世。11 个月大时的肌肉活检显示线粒体丙酮酸氧化存在严重缺陷。免疫组织化学和免疫印迹研究显示丙酮酸脱氢酶（PDH）复合物的E2（608770）和E3（238331）结合蛋白、α-酮戊二酸（126063）的E2子单元和硫辛酸减少。患者体内甘氨酸的增加反映了硫辛酸代谢的缺陷，因为甘氨酸裂解也需要这种辅助因子。
Baker等人（2014）在2名无血缘关系的HGCLAS患儿中鉴定出LIAS基因中的2种不同的纯合错义突变（E159K, 607031.0002和D215E, 607031.0003）。这些突变是通过对参与硫辛酸代谢的候选基因进行测序发现的，并与家族中的疾病分开。用野生型 LIAS 转染 1 名患者的成纤维细胞后，PDH 复合物的活性恢复正常。
Wongkittichote et al.（2023）在一名 HGCLAS 患者中发现了 LIAS 基因的复合杂合突变（D181V, 607031.0004 和 L93X, 607031.0005）。这些突变通过全外显子组测序进行鉴定，并通过桑格测序进行确认。酵母细胞中LIAS同源物（lip5）无效的生长缺陷可以被人类野生型LIAS修复，但不能被具有D181V突变的LIAS修复。
▼ 等位基因变异体（5个精选例子）：
.0001 高甘氨酸血症、乳酸中毒和癫痫发作
利亚斯，ARG249HIS
患有高甘氨酸血症、乳酸性酸中毒和癫痫发作的患者（HGCLAS；614462），Mayr等人（2011）在LIAS基因的外显子8中鉴定出纯合的c.746G-A转换，导致高度保守的残基中arg249到his（R249H）的取代。大肠杆菌的体外功能表达研究表明，在缺乏硫辛酸的情况下生长时，该突变会导致生长缺陷，这与功能丧失一致。
.0002 高甘氨酸血症、乳酸中毒和癫痫发作
利亚斯，GLU159LYS
一名索马里近亲出生的女孩患有高血糖症、乳酸性酸中毒和癫痫发作（HGCLAS；Baker et al.（2014）在LIAS基因中发现了一个纯合的c.475_477GAG-AAA突变（见614462），导致高度保守的残基处由glu159替换为lys（E159K）。未受影响的父母是突变杂合子。患者细胞没有显示出可见的硫辛酸化 E2 蛋白，并且丙酮酸脱氢酶复合物的活性降低。未进行功能研究。
.0003 高甘氨酸血症、乳酸中毒和癫痫发作
利亚斯，ASP215GLU
一名男孩，父母无关，为土耳其人，患有高血糖症、乳酸性酸中毒和癫痫发作（HGCLAS；Baker et al.（2014）在LIAS基因中发现了纯合的c.645T-A颠换（C.614462），导致高度保守的残基处出现asp215-to-glu（D215E）取代。未受影响的父母是突变杂合子。患者细胞显示硫酰化 E2 蛋白水平降低，丙酮酸脱氢酶复合物活性降低，这可以通过野生型 LIAS 转染来恢复。
.0004 高甘氨酸血症、乳酸中毒和癫痫发作
利亚斯，ASP181VAL
患有高甘氨酸血症、乳酸性酸中毒和癫痫发作的患者（HGCLAS；614462），Wongkittichote et al.（2023）鉴定了LIAS基因中的复合杂合突变：c.542A-T转换（c.542A-T, NM_006859.4），导致asp181-to-val（D181V）替换高度保守的残基，以及1-bp的缺失（c.277delC; 607031.0005），导致Leu93_Lys94insTer突变。这些突变经全外显子组测序鉴定并经桑格测序证实，在父母体内以携带者状态存在。这两种突变均不存在于 gnomAD 数据库中（12/11/2022）。酵母细胞中LIAS同源物（lip5）无效的生长缺陷可以被人类野生型LIAS修复，但不能被具有D181V突变的LIAS修复。
.0005 高甘氨酸血症、乳酸中毒和癫痫发作
LIAS，1-BP DEL，277C
讨论LIAS基因中的1-bp缺失（c.277delC，NM_006859.4），导致Lys92_Leu93insTer突变，该突变在高甘氨酸血症、乳酸性酸中毒和癫痫患者的复合杂合状态下被鉴定（HGCLAS；614462），Wongkittichote 等人（2023），参见 607031.0004。
