HPRT Ген: мутации, синдром Леша-Найхана и рассеянный склероз
В настоящее время установлено, что в основе синдрома Леша-Найхана и подагры лежат мутационные поражения гена гипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансферазы (ГФРТ, HPRT). В зависиммости от тяжести мутационного повреждения гена происходит частичная утрата ферментативной активности, что приводит к развитию подагры, или полная утрата ферментативной активности, что обусловливает развитие синдрома Леша-Найхана.
Первая мутация в гене гипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансферазы человека была зарегистрирована Wilson J.M. в 1983 году. Полный спектр идентифицированных мутаций представлен в Таблице HPRT m.
Работы по изучению мутантных форм фермента гипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансферазы, выделенных от больных, были начаты в 70-х годах. Биохимическими и иммунологическими методами было установлено разнообразие мутационных повреждений гена HPRT, так как выделенные от больных мутантные формы фермента отличались от нативного фермента по ряду характеристик: термолабильности; молекулярному весу; концентрации фермента в эритроцитах и лимфобластах; стабильности in vivo; уровню иммунореактивного ГФРТ; абсолютной специфической активности; константе Михаэлиса; чувствительности к ингибированию; электрофоретической подвижности; изоэлектрической точке и так далее ( Arnold W.J.,1972 ; Francke U.,1976 ; Strauss M.,1981 ; Gibbs R.A.,1987 ; Wilson J.M.,1984a ; Wilson J.M.,1982a ; Wilson J.M.,1981 ; Upchurch K.S.,1975 ; Ghangas G.S.,1975 ; Snyder F.F.,1984 ; Snyder F.F.,1989 ).
Сначала мутационные повреждения фермента гипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансферазы у больных были установлены с помощью пептидного сиквенса. Были выявлены аминокислотные замены в 50 положении arg-gly (ГФРТ Toronto) ( Wilson J.M.,1983a ), в 109 положениее ser-leu (ГФРТ London) ( Wilson J.M.,1983b ), в 193 положении asp-asn (ГФРТ Kinston) ( Wilson J.M.,1983c ), в 103 положении ser-arg (ГФРТ Munich) ( Wilson J.M.,1984b ).
Впоследствии для определения нуклеотидных замен в гене гипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансферазы использовались клонирование кДНК с последующим секвенированием ( Fujimori S.,1988 ; Fujimori S.,1989 ; Davidson B.L.,1988a ; Davidson B.L.,1988c ; Davidson B.L.,1989a ; Simpson D.,1988 ; Sinnett D.,1988 ).
В настоящее время мутационные изменения в гене ГФТР у больных устанавливаются ПЦР методами с последующим секвенированием ( Davidson B.L.,1988b ; Davidson B.L.,1989b ; Gibbs R.A.,1990; Fujimori S.,1990 ; Cariello N.F.,1988 ; Gordon R.B.,1991 ; Tarle S.A.,1991 ; Sculley D.G.,1991 ).
Молекулярный механизм дефицита HPRT обусловлен аномальной функцией HPRT и уменьшением внутриклеточной концентрации белка HPRT (уменьшением скорости синтеза HPRT, связанным с делецией, инсерцией или перестройкой гена, дефектом mRNA; ускоренной деградацией лабильного варианта фермента). При частичной недостаточности HPRT у пациентов наблюдается избыточный синтез мочевой кислоты при подагре; обнаружены мутации с заменой в белке HPRT Arg50 на Gly или Ser109 на Leu, или Ser103 на Arg. Полная недостаточность HPRT бывает у детей с синдромом Леша-Найхана ; найдена мутация с заменой Asp193 на Asn. При подагре значение Km для гипоксантина в случае замены Ser103 на Arg увеличено в 100 раз, величина Vmax уменьшена в 20 раз; при синдроме Леша-Найхана значения Km для гипоксантина и PRPP увеличены в 200 раз [ Wilson J.M.,1983 ]. В литературе описаны и другие мутации.
Для HPRT известна гетерогенность на молекулярном уровне. У людей из разных семей гены HPRT могут быть с различными мутациями. Ферменты могут отличаться по остаточной активности, значениям Km, термостабильности, ингибированию GMP и IMP и т.д. [ Фогель Ф.,1990 ]. Отмечен полиморфизм гена HPRT [ Imgarashi T.,1990 ; Edward A., 1989 ].
При рассеянном склерозе из крови можно выделить Т-лимфоциты с мутацией в гене гипоксантинфосфорибозилтрансферазы, которые связываются с основным белком миелина . Эта мутация, вероятно, обусловлена длительной стимуляцией данных клеток in vivo и считается специфической для рассеянного склероза. Т-лимфоциты, реагирующие с основным и протеолипидным белками миелина, в СМЖ больных рассеянным склерозом обнаруживаются чаще, чем в крови. Это указывает на избирательное накопление аутореактивных Т-лимфоцитов в ЦНС. Прямые доказательства присутствия в бляшках демиелинизации Т-лимфоцитов, реагирующих с основным белком миелина, были получены с помощью анализа последовательности вариабельных участков антигенраспознающих рецепторов Т-лимфоцитов .
