探讨1例永久性新生儿糖尿病患者的致病基因及其致病机制。
方法对2013年8月北京协和医院诊治的1例永久性新生儿糖尿病患者，分析其临床特点并抽提相关家系成员的基因组DNA，聚合酶链反应(PCR)扩增后进行葡萄糖激酶(GCK)基因直接测序。构建野生型和突变型质粒，体外表达并纯化GCK重组蛋白，进行酶动力学和热稳定性分析。两组间数据比较采用t检验。
结果在该新生儿糖尿病患者发现GCK基因c.571 C>T(R191W)和c.1136 C>A(A379E)复合杂和突变。功能学分析显示，与野生型相比，R191W和A379E突变导致蛋白产量明显下降[分别为(86±9)比(48±8)mg/L、(86±9)比(54±5)mg/L，t=5.56、5.36，均P<0.01]；当ATP为饱和浓度时酶促反应速度达到1/2最大反应速度时的葡萄糖浓度(S0.5)显著升高[分别为(7.63±0.21)比(35.27±2.20) mmol/L、(7.63± 0.21)比(13.30±0.44) mmol/L，t=-21.70、-20.32，均P<0.001]；当葡萄糖为饱和浓度时酶促反应速度达到1/2最大反应速度时的ATP浓度(ATP-Km)显著升高[分别为(0.30±0.01)比(0.42±0.01) mmol/L、(0.30±0.01)比(0.54±0.04)mmol/L，t=-17.02、-10.68，均P<0.001]；突变蛋白对葡萄糖的催化常数显著下降[分别为(20.9±2.1)/s比(6.5±1.0)/s、(20.9±2.1)/s比(10.5±1.1)/s，t=10.61、7.58，均P<0.01]。突变蛋白的热稳定性下降，表现为同一孵育温度下或同一温度更短时间内酶活性的快速丧失。
结论GCK基因c.571 C>T(R191W)和c.1136 C>A(A379E)复合杂和突变是该新生儿糖尿病的致病原因。突变导致的蛋白表达下降、酶对葡萄糖和ATP的亲和力下降以及热稳定性的下降可能是其致病机制。