淀粉-1,6-葡萄糖苷酶、4-α-葡聚糖转移酶；AGL
糖原脱支酶; GDE
HGNC 批准的基因符号：AGL
细胞遗传学定位：1p21.2 基因组坐标（GRCh38）：1:99,849,258-99,924,023（来自 NCBI）
▼ 说明
AGL 基因编码糖原脱支酶，这是一种分子量约为 160 kD 的大单体蛋白。该酶具有2种催化活性：淀粉-1,6-葡萄糖苷酶（EC 3.2.1.33）和4-α-葡聚糖转移酶（EC 2.4.1.25）。这两种活性由多肽链上不同的催化位点决定，并且可以彼此孤立地发挥作用。活性和糖原结合都是完整功能所必需的（Shen et al., 1996；远藤等，2006）。
▼ 克隆与表达
Yang等人（1992，1992）分离出与人肌糖原脱支酶相对应的全长cDNA。推导的 1,532 个残基蛋白质的分子量约为 173 kD。Northern 印迹分析检测到 7 kb mRNA 转录物。肝脏 mRNA 序列在大部分长度上与肌肉序列相同，但 5-prime 末端除外，其中肝脏序列与肌肉序列完全不同，从推定的转录起始位点开始到转录起始位点上游的第九个核苷酸起始密码子。因此，肌肉和肝脏亚型是通过差异 RNA 转录从单个基因产生的，并具有替代的第一外显子使用。Shen等人（1997）引用了他们未发表的数据，表明Yang等人（1992）发表的AGL基因序列的N末端之前有17个额外的氨基酸。
Bao等人（1996）指出，通过选择性剪接产生的AGL至少有6种亚型。主要同种型（同种型 1）在外显子 1 处开始转录，并在外显子 3 处开始转录。肌肉特异性同种型（2、3 和 4）在外显子 2 处开始转录。次要同种型（5 和 6）在基因内进一步开始。报告基因检测显示，启动子区域 1（针对亚型 1）在肝脏、肌肉和卵巢中具有功能，而启动子区域 2（针对亚型 2、3 和 4）仅在肌肉细胞中具有活性。作者得出结论，人类 AGL 基因至少包含 2 个启动子区域，这些启动子区域以组织特异性方式赋予异构体 mRNA 的差异表达。
▼ 基因功能
Cheng et al.（2007）表明malin（NHLRC1；Lafora病（254780）中突变的E3泛素连接酶（608072）与小鼠Agl相互作用并促进其泛素化。HepG2 细胞的转染研究表明 Agl 位于细胞质，而 malin 主要位于细胞核。然而，在糖原储备耗尽后，约 90% 的转染细胞表现出部分核 Agl 染色。cAMP 的升高增加了 malin 水平和 malin/Agl 复合物的形成。隔夜禁食后重新喂食小鼠 2 小时，可使肝脏 Agl 水平降低 48%。Cheng等人（2007）得出结论，糖原的结合调节AGL的稳定性，并且AGL的泛素化可能在Lafora病和Cori病的病理生理学中发挥作用（232400）。
▼ 基因结构
Bao等人（1996）确定AGL基因由跨越85 kb基因组DNA的35个外显子编码。
▼ 测绘
Yang-Feng等（1992）通过体细胞杂交分析和原位杂交将AGL基因定位到染色体1p21。
▼ 分子遗传学
3名无关的糖原累积病IIIb患者（GSD3B；232400），Shen等人（1996）鉴定了AGL基因中的纯合或复合杂合突变（参见例如610860.0002-610860.0004）。其中一个突变（c.17_18delAG；610860.0004）在另外 10 名 GSD IIIb 患者中的 8 名中被发现。13 名 GSD IIIb 患者中有 12 名存在外显子 3 突变，表明存在特定关联。
Shen等人（1997）在一名患有异常严重的GSD IIIa（GSD3A；232400）表型。
Okubo等人（1998）在一名日本GSD IIIb患者中发现了AGL基因（610860.0006）的纯合突变。
Hadjigeorgiou等人（1999）报道了4例意大利成人GSD IIIa患者。所有患者都有婴儿肝肿大病史，随后在二十多岁时出现肌病。肌肉样本中几乎不存在 AGL 活性和蛋白质。RT-PCR 显示，由于不同外显子的跳跃，所有 4 名患者的肌肉 AGL cDNA 均被截短。Hadjigeorgiou等（1999）评论说，迄今为止描述的AGL基因突变只占突变等位基因总数的不到一半。
在日本，Okubo et al.（2000）研究了来自7个家族的8名GSD IIIa患者，发现了7个突变，其中包括他们之前报道过的1个剪接突变（610860.0007）（Okubo et al., 1996），以及6个新的突变。 。
Shaiu等人（2000）报道了2种常见突变，每一种都在多个患者中以纯合状态被发现，并且每一种都与具有该突变的患者的临床表型子集相关。在一名临床症状较轻的确诊 GSD IIIa 白人患者中，发现了一种纯合突变 IVS32-12A-G（610860.0006）。在测试的 GSD III 患者中，这种突变的等位基因频率约为 5.5%。另一种常见突变3964delT（610860.0010）是在一名非裔美国患者中发现的，该患者具有严重的表型和早期出现的临床症状。后来在其他几名患者中发现了这种突变，观察到的频率约为 6.7%。这两种突变加起来可以解释 GSD III 患者超过 12% 的分子缺陷。Shaiu et al.（2000）还鉴定了 6 个额外的突变并回顾了非突变状态。
Lucchiari et al.（2002）在地中海地区的GSD IIIa患者中发现了7种新的AGL基因突变。
Endo 等（2006）在 9 名 GSD III 患者中鉴定出 AGL 基因中的 9 种不同突变，其中包括 6 种新突变。这些患者来自德国、加拿大、阿富汗、伊朗和土耳其。
Aoyama et al.（2009）在23名土耳其GSD III患者中鉴定出10种不同的AGL突变，其中包括8种新突变（参见例如610860.0014和610860.0015），包括GSD IIIc型（GSD3C；232400）。没有观察到基因型/表型相关性。
▼ 发病机制
Cheng等人（2009）研究了4种罕见的AGL突变，包括G1448R（610860.0009），以确定GSD III发病机制的分子基础。L620P突变主要消除转染细胞中的转移酶活性，而R1147G（610860.0014）突变仅损害葡萄糖苷酶功能。碳水化合物结合域（CBD）中的R1448R和Y1445ins突变本质上更为严重，导致所有酶活性和碳水化合物结合能力显着丧失，并增强了蛋白酶体降解的靶向性。Cheng等人（2009）得出结论，任何一种酶活性的失活都足以引起GSD III疾病，并提出AGL的CBD可能在协调其功能和泛素-布朗体系统的调节方面发挥重要作用。
▼ 等位基因变异体（15个选例）：
.0001 糖原贮积病，IIIa 型
AGL，1-BP INS，4529A
患有异常严重表型 IIIa 型糖原累积病（GSD3A；Shen等人（1997）在AGL基因的3-prime编码区中鉴定出纯合的1-bp插入（4529insA）（232400）在肝脏和肌肉中都有表现。该突变在其序列的残基 1510 处产生了终止密码子。（他们指出，他们研究中的氨基酸残基 1510 对应于 Yang 等人（1992）序列的残基 1493。） 孩子患有反复低血糖、癫痫发作、严重心脏肥大，肝肿大，4岁时去世。
.0002 糖原储存疾病，IIIb 型
AGL、GLN6TER
一名41岁的III型肝糖原贮积病患者（GSD3B；Shen et al.（1996）证明了 AGL 基因中 2 个突变的复合杂合性：16C-T 转变，导致 gln6-to-ter（Q6X）替代W680X（610860.0003）。
.0003 糖原储存疾病，IIIb 型
AGL、TRP680TER
一名41岁的III型肝糖原贮积病患者（GSD3B；Shen et al.（1996）证明了 AGL 基因中 2 个突变的复合杂合性：2039G-A 转变，导致 trp680-to-ter（W680X）替代，Q6X（610860.0002）。
.0004 糖原储存疾病，IIIb 型
AGL、2-BP DEL、17AG
13名GSD IIIb患者中有10名（GSD3B；232400），Shen et al.（1996）在AGL基因中发现了一个2-bp的缺失（c.17_18delAG），导致蛋白被截短。
.0005 糖原贮积病，IIIa 型
AGL、1-BP DEL、4455T
13例GSD III（GSD3A；Parvari等人（1997）从11个家族中鉴定出AGL基因第34号外显子中的纯合1-bp缺失（4455delT），导致该蛋白最后30个氨基酸残基发生移码和截短。所有患者均为北非犹太血统，并有肝脏和肌肉受累。虽然所有患者都表现出与肝酶缺乏相关的特征，但周围肌肉损伤的程度从轻微到严重不等，并伴有神经肌肉受累。这种突变似乎具有种族特异性，因为在 18 名不同种族的患者中没有发现这种突变。
.0006 糖原储存疾病，IIIb 型
包括 IIIa 型糖原储存疾病
AGL、IVS32AS、AG、-12
一名 31 岁日本女性，患有 GSD IIIb 型（GSD3B；232400），Okubo 等人（1998）在 AGL 基因第 33 外显子上游 12 bp 处检测到纯合的 A 到 G 转变，导致隐秘剪接位点激活并在第 32 外显子之间插入额外的 11 bp 内含子序列33.预计该突变会在密码子 1436 提前终止并丢失 112 个末端氨基酸之前改变最后 15 个连续的 C 末端氨基酸。患者的父母是堂兄弟姐妹。
Shaiu et al.（2000）在GSD IIIa型（GSD3A；GSD3A；232400）白人患者，临床症状轻微。他们发现，在测试的 GSD III 患者中，IVS32-12A-G 突变的等位基因频率约为 5.5%。
.0007 糖原储存疾病，IIIa 型
AGL、IVS14DS、GT、+1
一名日本男性患有 IIIa 型糖原累积病（GSD3A；232400），Okubo 等人（1996）报告了 AGL 基因中 124 bp 缺失的杂合性，对应于单个外显子。该缺失是由紧邻缺失下游的供体剪接位点处的 G 到 T 颠换造成的。预计该突变会导致酶被截短。这是在 GSD III 患者中发现的第一个 AGL 基因突变。该患者是一名43岁的日本男性，18岁时被诊断出患有GSD III。他患有肝肿大和肌肉无力。家族史显示无近亲关系。该患者的无症状父子也是该突变杂合子。患者基因组 DNA 的 Southern 印迹分析显示出一个额外的、独特的 5.8 kb EcoRI 片段，遗传自母亲（610860.0008）。
.0008 糖原储存疾病，IIIa 型
AGL、EcoRI 片段 INS
参见 610860.0007 和 Okubo 等人（1996）。
.0009 糖原贮积病，IIIa 型
AGL、GLY1448ARG
日本患者，近亲出生，GSD IIIa（GSD3A；232400），Okubo 等人（1999）在 AGL 基因的外显子 33 中发现了一个纯合的 4742G-C 颠换，导致一个假定的糖原结合位点发生 gly1448 到 arg（G1448R）的取代，这对于酶活性是必不可少的。作者声称这是与 GSD III 相关的错义突变的第一份报告。
Cheng等人（2007）表明，具有G1448R突变的小鼠Agl无法结合糖原，并且表现出稳定性下降，但通过抑制虾体可以挽救。Agl G1148R 比野生型 Agl 泛素化程度更高。
.0010 糖原贮积症，IIIa 型
AGL、1-BP DEL、3964T
一名 25 岁非裔美国女性，患有 GSD IIIa（GSD3A；232400），Shaiu et al.（2000）在AGL基因中发现了一个纯合的1-bp缺失（3964delT）。她出现肝肿大、症状性低血糖，并且 1 岁时发育迟缓。自 7 岁起就出现肌肉受累，如躯干肌张力减退和近端上肢和下肢无力，CPK 值范围为 300 至 1,000 IU。25岁时，进行性肌病、肝肿大和反复发作的低血糖症状明显。随后在几位具有相似表现的患者中以纯合性鉴定出该突变，并且在所测试的 GSD III 患者中总体频率约为 6.7%。
.0011 糖原贮积病，IIIb 型
AGL、1-BP DEL、2399C
一名 2 岁亚裔混血患者，患有 IIIb 型糖原累积病（GSD3B；232400），Okubo 等人（2000）观察到 AGL 基因中 2 个突变的复合杂合性：遗传自日本父亲的外显子 16 中 2399C 的缺失，以及供体剪接处 +5 位处的 G 到 A 的转变遗传自中国母亲的内含子33（610860.0012）位点。女孩因肝功能障碍入院。4 个月大时首次发现肝肿大。她偶尔会出现低血糖，并且出现生长迟缓。没有描述肌肉表现。
.0012 糖原贮积症，IIIb 型
AGL、IVS33DS、GA、+5
讨论Ⅲb型糖原累积病（GSD3B）患者复合杂合状态下发现的AGL基因剪接位点突变；232400），Okubo 等人（2000），参见 610860.0011。
.0013 糖原贮积病，IIIa 型
AGL、ARG408TER
5个家庭的6名儿童患有GSD IIIa（GSD3A；来自法罗群岛的 Santer 等人（232400）（2001）在 AGL 基因中鉴定出纯合的 1222C-T 转变，导致 arg408 到 ter 的取代（R408X）。所有患者均具有由 5 个基因内多态性定义的相同单倍型纯合子，支持创始人效应。在 50 名来自其他欧洲或北美的 GSD IIIa 患者中，有 2 名患者的复合杂合性中也检测到了 R408X 突变。虽然在 198 名德国新生儿中未检测到该突变，但 272 名法罗群岛新生儿中有 9 名是杂合子，预测携带者频率为每 30 人中就有 1 人，计算出法罗群岛人口中的患病率为每 3,600 人中就有 1 人。这个位于北大西洋的小群岛拥有 45,000 名人口，其根源可追溯到 8 世纪和整个维京时代挪威人的殖民统治。Santer等（2001）得出结论，由于创始人效应，法罗群岛是全球GSD IIIa患病率最高的地区。
.0014 糖原贮积病，IIIc 型
AGL、ARG1147GLY
一名 14 岁土耳其女孩患有孤立性葡萄糖苷酶缺乏症，称为 IIIc 型糖原累积病（GSD3C；232400），Aoyama et al.（2009）在AGL基因的外显子27中发现了一个纯合的3439A-G转换，导致C端区域的保守残基被arg1147-to-gly（R1147G）取代。患者有轻度肝肿大，但没有低血糖或临床肌肉受累。Cheng等人（2009）表明，R1147G突变蛋白丧失了葡萄糖苷酶活性，但与野生型相比保留了40%的转移酶活性。
.0015 糖原贮积病，IIIa 型
AGL、TRP1327TER
6名土耳其IIIa型糖原累积病患者（GSD3A；232400），Aoyama et al.（2009）在AGL基因的外显子31中鉴定出纯合的3980G-A转换，导致trp1327-to-ter（W1327X）取代。所有6名患者均来自黑海东部地区的2个城市，单倍型分析表明存在创始人效应。
