Antithrombin is a major physiological inhibitor of serine protease in blood coagulation system. Patients with reduced level of antithrombin in the plasma are predisposed to severe blood clotting disorders. Three cases of patients with antithrombin deficiency were investigated on the molecular level. In case one, a C to T point mutation converting Arg (CGT) 393 to Cys (TGT) was found in exon 6. Due to this point mutation, mutant antithrombin protein formed antithrombin-albumin complex. In case two, a G to C point mutation converting Ala (GCA) 384 to Pro (CCA) was found in exon 6. And in case three, a T to C point mutation substituting Ser (TCA) 365 to Pro (CCA) was found in exon 5. Each point mutation destroys restriction enzyme site, EaeI, PvuII, and DdeI, respectively. A cDNA sequence that encodes for a protein, which is highly homologous to human acid ceramidase (AC; E.C.2.5.1.23) was found from a mouse spleen cDNA library and named as mACH gene. A deficiency of acid ceramidase is known to cause ceramide metabolic disease, Farber lipogranulomatosis. The mACH cDNA (2,455 bp) predicts an open-reading frame coding for a 362 amino acids that was 35% identical and 51% similar to human acid ceramidase. It spans over 20 kb and contains 11 exons separated by 10 introns. Northern blot analysis revealed that mACH is expressed in various tissue, brain, spleen, liver, kidney, lung, intestine, and stomach.
안티트롬빈은 혈액응고 과정에 참여하는 serine protease의 강력한 저해제로 중요한 작용을 한다. 안티트롬빈이 감소된 환자는 과다한 혈전형성을 유발하게 된다. 세가지 사례의 안티트롬빈 결핍증 횐자에 대해 분자생물학적 방법을 이용한 유전자 분석과 단백질 분석을 수행하였다. 첫 번째 사례에서는 C가 T로 치환됨으로 인해 안티트롬빈의 393번째 아미노산인 Arg이 Cys으로 변한 돌연변이를 확인하였다. 이 돌연변이로 인해 안티트롬빈은 혈장 내에서 알부민과 disulfide bond를 형성하게 되어 그 기능을 상실하게 된다. 두 번째 사례에서는 G가 C로 치환되므로 인한 384번째 아미노산이 Ala에서 Pro으로 변한 돌연변이를 확인하였다. 돌연변이가 일어난 부위는 단백질내의 reactive site loop로 이 부위에 돌연변이가 생기면 단백질의 활성이 감소한다. 세 번째 사례에서는 T가 C로 변함으로 인해 365번째 아미노산이 Ser에서 Pro으로 변한 돌연변이를 발견하였다. Ser365는 ser-pin에서 상당히 보존되어 있으며 환자의 혈장내 안티트롬빈의 양이 감소하여 있는 것으로 보아 이 부위의 돌연변이는 단백질의 안정성을 감소시키는 것으로 이해된다. 이상의 각각의 돌연변이는 정상의 경우에 존재하는 제한효소 자리를 파괴함이 밝혀졌고 이를 이용하여 autosomal dominant trait임을 보였다.
인간의 Ceramide 분해효소와 상동성을 보이는 유전자를 쥐로부터 분리하고 mACH라 명명하였다. Ceramide 분해효소의 결핍은 지질대사에 관계한 유전병 (Farber Lipo-granulotomasis)을 유발함이 알려져 있다. cDNA는 362개의 아미노산을 암호화하고 있었으며 사람의 acid ceramidase와 아미노산 서열을 비교하였을 때 35%가 동일하였고 51%가 유사하였다. 이 유전자는 11개의 exon으로 구성되어 있고 유전자 전체의 길이는 20 kb 이상이다. 이 유전자의 발현은 폐, 간, 콩팥에서 많이 발현되었지만 대체적으로 뇌, 비장, 소장, 위 등 거의 모든 조직에서 발현되고 있음을 확인하였다.
