Gen GNE
Gen GNE nằm trên nhiễm sắc thể số 9, cung cấp hướng dẫn tạo ra enzyme có mặt trong nhiều tế bào và mô khắp cơ thể. Enzyme này đóng vai trò quan trọng trong con đường hóa học tạo ra axit sialic – một loại đường đơn gắn vào đầu của các phân tử phức tạp hơn trên bề mặt tế bào. Bằng cách thay đổi các phân tử này, axit sialic chi phối nhiều chức năng của tế bào bao gồm di chuyển tế bào, kết dính tế bào, truyền tín hiệu tế bào và viêm.
Chức năng chính
Enzyme tạo ra từ gen GNE chịu trách nhiệm hai bước trong quá trình hình thành axit sialic. Đầu tiên, nó chuyển đổi một phân tử UDP-GlcNAc thành ManNAc. Tiếp theo, enzyme chuyển nhóm phosphate sang ManNAc để tạo ra ManNAc-6-phosphate. Các enzyme khác sau đó chuyển ManNAc-6-phosphate thành axit sialic.
Đột biến gây bệnh
Viêm cơ thể vùi loại 2
Hơn 40 đột biến gen GNE gây ra bệnh viêm cơ thể vùi loại 2 (inclusion body myopathy 2). Đa số đột biến thay đổi các axit amin trong một số vùng của enzyme. Vài đột biến xóa một đoạn của enzyme hoặc thay đổi cấu trúc của nó.
Các đột biến GNE khác nhau gây bệnh trong những quần thể khác nhau. Một đột biến gây bệnh trong quần thể người có nguồn gốc Do Thái Iran, nó thay thế axit amin methionine bằng threonine tại vị trí 712 trong miền kinase (Met712Thr hoặc M712T) của enzyme. Trong quần thể Nhật Bản, đột biến GNE phổ biến nhất thay thế axit amin valine bằng leucine tại vị trí 572 trong miền kinase của enzyme (Val572Leu hoặc V572L).
Các đột biến làm hạn chế hoạt động của enzyme từ gen GNE, từ đó giảm sản xuất axit sialic nên ít đường đơn này có sẵn để gắn vào các phân tử trên bề mặt tế bào. Người ta đang xác định vì sao thiếu axit sialic dẫn đến yếu cơ tiến triển ở những người mắc bệnh viêm cơ thể ùi loại 2. Axit sialic quan trọng đối với chức năng bình thường của nhiều tế bào và mô khác nhau, vì vậy vẫn chưa rõ lý do tại sao các dấu hiệu và triệu chứng bệnh lại xuất hiện giới hạn ở các cơ xương.
Viêm cơ thể vùi loại 2Sialuria
Một số đột biến gen GNE gây ra chứng sialuria. Mỗi đột biến này thay đổi một axit amin duy nhất trong vùng allosteric của enzyme. Vùng này rất quan trọng đối với sự điều hòa bình thường của enzyme.
Enzyme tạo ra từ gen GNE được kiểm soát chặt chẽ nhằm đảm bảo tế bào sản xuất lượng axit sialic phù hợp. Hệ thống phản hồi sẽ tắt enzyme khi không cần thêm axit sialic nữa. Đột biến tại vùng allosteric phá vỡ cơ chế phản hồi này, dẫn đến sản xuất quá mức axit sialic. Đường đơn này tích tụ trong tế bào rồi bài tiết qua nước tiểu. Người ta đang xác định vì sao axit sialic tích tụ trong cơ thể cản lại trở quá trình phát triển bình thường của người bệnh sialuria.
Xem thêm SialuriaCác tên gọi khác
- Bifunctional UDP-N-acetylglucosamine 2-epimerase/N-acetylmannosamine kinase
- DMRV
- GLCNE
- GLCNE_HUMAN
- IBM2
- N-acylmannosamine kinase
- Uae1
- UDP-GlcNAc-2-epimerase/ManAc kinase
- UDP-N-acetylglucosamine 2-epimerase/N-acetylmannosamine kinase
References
- Genetic Testing Information. GNE glucosamine (UDP-N-acetyl)-2-epimerase/N-acetylmannosamine kinase [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved April 29, 2022 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/10020
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. UDP-N-ACETYLGLUCOSAMINE 2-EPIMERASE/N-ACETYLMANNOSAMINE KINASE; GNE. Retrieved April 29, 2022 from https://omim.org/entry/603824
- National Library of Medicine. GNE gene. Retrieved April 29, 2022 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/gne/