人－的分子生物学特性

7．2．1　人Mn－SOD的分子生物学特性

Mn－SOD基因是由4个内含子分割的5个外显子拼接而成的典型单拷贝序列。其特征性的转录起始点位于翻译起始点上游74bp处，这个转录起始点由一个富含G＋C（78%）的启动子引导，包括7个转录调控因子SP－1和3个转录激活因子AP－2的序列，但不含TATA盒和CAM盒。这个富含GpC区域由启动子的5′端起始并延伸到2号内含子内，3′端的非编码区含有与核转录因子NF－κB一致的序列，这些都提示在Mn－SOD基因的2号内含子中包含潜在的转录增强因子，这些潜在的调节因子有可能对Mn－SOD基因的表达调控起着重要作用。

已从cDNA3′端非编码区多样性、基因结构与调控序列特点等方面得到一些对人Mn－SOD基因表达规律的理解和线索。Nothern Blotting实验显示，人Mn－SOD的转录有长约1kb和4kb的2种mRNA。为探明不同转录子是否来自同一基因及其结构差异，自Beck等首次从人T淋巴细胞克隆Mn－SOD cDNA以来，不同作者又相继克隆了胎盘、肝脏、大肠癌细胞等不同组织或细胞来源的Mn－SOD cDNA，通过比较发现，不同组织或细胞来源的Mn－SOD cDNA中编码序列和5′端非翻译区基本一致，即具有高度同一性，但3′端非翻译区在长度和碱基序列上存在明显差异。

7．2．1．1　人Mn－SOD的基因特征

人Mn－SOD基因定位于第6号染色体长臂2区5带（6q25），其cDNA全长12　857bp。该基因（图7－5）包含5个外显子和6个内含子，其中第二外显子上存在一段序列，该序列编码一个含24个氨基酸的信号肽，即线粒体靶向序列，正是借助这一信号肽正确有效地引导Mn－SOD由胞浆进入线粒体，随即信号肽被剪切下来成为成熟的Mn－SOD。目前发现该基因第二外显子和第三外显子上存在基因多态性位点。

图7－5　人Mn－SOD的基因结构

图7－6　人Mn－SOD核苷酸序列及对应的氨基酸序列

1990年，Church从人胎盘cDNA文库克隆到一全长4．2kb的Mn－SOD cDNA，其3′端非翻译区长3　426bp。经过分析作者认为这一迄今所得最长的Mn－SOD cDNA大致可以涵盖其他组织或细胞来源的较短cDNA。除加Poly A信号序列有所不同外，其3′端非翻译区上端193bp的碱基序列与Wispe等自大肠癌细胞克隆的1　021bp的Mn－SOD cDNa 3′端非翻译区完全一致，而上段19bp加下段36bp与Beck等自T淋巴细胞克隆的830bp Mn－SOD cDNa 3′端非翻译区序列相同，并在上段19bp与下段36bp之间的相应位置有可供完成mRNA剪接反应的剪接供体（GT）和剪接受体（AT）序列。据此可以推测，Mn－SOD的较短mRNA系由较长mRNA剪接而来。值得注意的是，在Mn－SOD DNa 3′端非翻译区中段有一与某些细胞因子或癌基因类同的AT富集区，提示Mn－SOD基因的表达与细胞因子或癌基因有相似的应激性变化特征。

7．2．1．2　人Mn－SOD基因的多态性

近来研究发现Mn－SOD基因存在多态性位点C（1183）T，该位点的突变可引起Mn－SOD基因编码蛋白质线粒体靶向序列——信号肽二级结构——的改变，进而影响Mn－SOD借助其信号肽进入线粒体发挥抗氧化功能。目前对于Mn－SOD C（1183）T基因多态性的研究多集中在类风湿性关节炎，肿瘤如乳腺癌、肺癌、结肠癌等及人类退行性疾病和衰老如非家族性扩张性心肌病，帕金森病，运动神经元病等。而在线粒体型糖尿病的研究中，发现Mn－SOD多个位点与之相关，如A（3243）G，A（3426）G，G（3316）A，T（3394）C等，该多态性与糖尿病微血管并发症相关。

现在仅仅发现少量的Mn－SOD突变体，这与Cu，Zn－SOD有很大的不同。在Mn－SOD中，其线粒体前导序列（Ala－9Val）就存在着多态现象，用寡核苷酸连接分析法研究了不同人群中的Ala－9Val的多态现象。在立陶宛人，芬兰人，瑞典人中，这个序列存在着显著的变异。在亚洲人群中，Ala出现的概率要明显低于欧洲人群。这个多态现象可能会影响到Mn－SOD定向到线粒体的速率，而这种影响可以导致线粒体受到损伤，最终导致迟发的神经方面的疾病。