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医学遗传学与疾病研究
(
网络版
), 2012
年
,
第
1
卷
,
第
2
篇
,
第
6
-
14
页
Yixue Yichuanxue Yu Jibing Yanjiu (Online), 2012, Vol.1, No.2, 6
-
14
http://mgdr.5th.sophiapublisher.com
6
研究报告
Research Report
人
GJB2
分子进化与耳聋遗传效应的关联性分析
范燚
1
,
喻岸竹
1
,
郁芸
2
,
曹新
2
,
韩新焕
2
1
南京医科大学临床医学院
,
南京
, 210029;
2
南京医科大学基础医学院
,
南京
, 210029
通讯作者
: hxinhuan@163.com;
作者
医学遗传学与疾病研究
, 2012
年
,
第
1
卷
,
第
2
篇
doi: 10.5376/mgdr.cn.2012.01.0002
收稿日期：
2012
年
04
月
02
日
接受日期：
2012
年
07
月
23
日
发表日期：
2012
年
07
月
25
日
本文首次发表在《基因组学与医学生物学》
(2012
年第
31
卷第
1
期
26-34
页
)
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引用格式
(
中文
)
：
范燚等
, 2012,
人
GJB2
分子进化与耳聋遗传效应的关联性分析
,
医学遗传学与疾病研究
(online) Vol.1 No.2 pp.6-14 (doi: 10.5376/mgdr.cn.2012.1.0002)
引用格式
(
英文
)
：
Fan et al., 2012, Analysis on Association between Molecular Evolution of Human
GJB2
Gene and Hereditary Effect with Deafness, Yixue Yichuanxue Yu
Jibing Yanjiu (online) Vol.1 No.2 pp.6-14 (doi: 10.5376/mgdr.cn.2012.2.0002)
摘
要
间隙连接蛋白β
2 (
GJB2
)
基因突变与遗传性非综合征性耳聋密切相关，其广泛的突变类型及特异性的热点突变被认
为是一种独特的致聋基因。本研究应用生物信息学方法对
17
个物种的
GJB2
蛋白进行了系统发育、保守性、跨膜区结构、
三维结构和错义突变的分析，并结合已有报道的实验结果进行关联性分析。分析预测获得了
166
个固定的氨基酸位点，
2
个
非保守区以及
2
个空间结构保守位点；关联性分析证实发生在保守位点的突变致病性高，非保守区突变的概率致病性小，跨
膜区且改变氨基酸性质的突变，可能影响蛋白的空间结构而改变膜通道的通透性。本文为进一步研究
GJB2
基因突变与聋病
的关联性及分子发病机制提供了理论依据，同时，这种研究思路对其它疾病的相关研究具有一定的借鉴价值。
关键词
GJB2
基因
;
非综合征型耳聋
;
分子进化
;
遗传效应
,
关联分析
Analysis on Association between Molecular Evolution of Human
GJB2
Gene and
Hereditary Effect with Deafness
Fan Yi
1
, Yu Anzhu
1
, Yu Yun
2
, Cao Xin
2
, Han Xinhuan
2
1 Clinical Medical College, Nanjing Medical University, Nanjing, 210029;
2 School of Basic Medical Sciences, Nanjing Medical University, Nanjing, 210029
Corresponding author: hxinhuan@163.com;
Authors
Abstract
Gap junction protein β2 (
GJB2
) gene mutations are close associated with the hereditary non-syndromic hearing loss.
Because of their wide mutation types and specific high frequency mutations, it was considered to be an unique deafness gene. In this
research, GJB2 proteins were systematically studied with the means of bioinformatics including molecular phylogeny, conservation,
transmembrane region, three-dimensional structure and missense mutation analysis, and also correlation analysis was carried out by
combining some previous reported experimental results. 166 amino acid fixed sites, two non-conserved regions and 2 sites of conserved
spatial structure were predicted. Association analysis confirmed that high pathogenicity was the occurrence of mutations in the
conserved sites, low probability of pathogenicity happened in non-conservative mutations as well. The mutations in transmembrane
regions with the property of amino acid changing may affect the spatial structure of proteins leading to change the permeability of
membrane channels. This study would provide a theoretical basis for further study of the deafness associating with
GJB2
gene
mutations and molecular mechanics of pathogenesis, and also the research ideas have a certain reference value for other diseases.
Keywords
GJB2
gene, Non-syndromic hearing loss, Molecular evolution, Hereditary effect, Correlation analysis
GJB2
基因编码的间隙连接蛋白
26 (Connexin26,
Cx26)
是间隙连接蛋白家族中重要的成员，在内耳
中是
K+
和
IP3
等第二信使分子的通道，对听觉生理
和病理具有重要作用。
GJB2
基因突变与遗传性非
综合征型耳聋
(nonsyndromic hearing loss, NSHL)
有
关，是最常见的耳聋基因
(Mahdieh et al., 2010; Wu
et al., 2011)
。在
GJB2
基因中，己发现
100
多种突
变与耳聋有关
(http://davinci.crg.es/deafness/)
，该基