β-胡萝卜素加氧酶2; BCO2

β-胡萝卜素双加氧酶2；BCDO2
β-DIOX-II
β-胡萝卜素9-素,10-素单加氧酶
β-胡萝卜素9-素,10-素加氧酶

HGNC 批准的基因符号：BCO2

细胞遗传学定位：11q23.1 基因组坐标（GRCh38）：11:112,175,512-112,218,946（来自 NCBI）

▼ 说明

BCDO2 是一种线粒体内膜蛋白，在胡萝卜素和叶黄素转化为类胡萝卜素产物时具有广泛的底物特异性（Widjaja-Adhi et al., 2015）。

▼ 克隆与表达

通过以RPE65（180069）为探针进行数据库检索，对7周龄雄性BALB/C小鼠肝脏总RNA进行RACE-PCR和EST数据库分析，Kiefer et al.（2001）克隆了小鼠Bcdo2和鉴定出人类 BCDO2。推导的 556 个氨基酸的人类 BCDO2 蛋白与其 小鼠同源物具有 72% 的氨基酸同一性。对小鼠组织的 RT-PCR 分析检测到 Bcdo2 在小肠、肝脏、肾脏和睾丸以及脾脏、脑、肺和心脏中的表达。对多个组织 mRNA 的 Northern 印迹分析检测到心脏和肝脏中的 2.2-kb 人类 BCDO2 转录物以及肾脏中的 2.4-kb 转录物。

▼ 测绘

Hartz（2015）根据BCO2序列（GenBank AJ290393）与基因组序列（GRCh38）的比对，将BCO2基因定位到染色体11q23.1。

▼ 基因功能

Kiefer et al.（2001）通过对在大肠杆菌中表达的重组 Bcdo2 进行多次分析，然后对裂解产物进行 HPLC 和 LC-MS 分析，证明 Bcdo2 催化 β-胡萝卜素在 9-prime 处的不对称裂解， 10-素碳双键形成β-apo-10-素-胡萝卜醛和β-紫罗兰酮。进一步分析表明，Bcdo2 还催化番茄红素的氧化裂解。

▼ 进化

Gazda et al.（2020）表明，“马赛克”金丝雀中基于类胡萝卜素的二色性是由两色性红黄雀（Spinus cucullatus）和单色金丝雀（Serinus canaria）的后代产生的一种杂交表型，受编码类胡萝卜素裂解酶β-胡萝卜素加氧酶2（BCO2）的基因。镶嵌金丝雀的二色性是通过体皮中类胡萝卜素降解的差异来解释的，而不是通过色素吸收或运输等生理功能的性别特异性变化来解释的。转录组分析表明，体皮中的类胡萝卜素降解可能是导致雀类性二色性的常见机制。Gazda et al.（2020）得出的结论是，他们的结果表明，性别之间装饰颜色的差异可以通过由主要效应基因控制的简单分子机制来进化。

▼ 动物模型

Widjaja-Adhi 等人（2015）对缺乏 Bco2、Scarb1（601040）、Isx（612019）和/或 Bco1（605748）的单一和复合突变小鼠的玉米黄质摄取和代谢进行了表征。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。