Molecular biological techniques were utilized to examine antithrombin III (ATIII) gene status in a Korean family with hereditary ATIII deficiency. The propositus, a 25-year-old male, has been suffered from recurrent deep vein thrombosis. The ATIII activity in the plasma was about half of the normal level. A portion of the family members also has a history of thrombosis. Seven exons of ATIII gene from the patient and from his parents were enzymativally amplified and sequenced. A T to C point mutation ($Phe^{368}$ → Ser) was detected in the propositus and the mother, and the thrombophilic tendency was coincided with this base substitution. As observed from the amino acid sequence data on related serine proteinase inhibitor family, the hydrophobic residue, Phe, in position 368 and the neighboring $His^{369}$ residue which makes hydrogen bonds with main chians were also conserved in the native ATIII. It was thus evident that Phe → Ser change in the center of strand which comprises a β-pleated sheet would distort the structure of the sheet, and the conformation of the active site located in the adjacent strand would be affected by this mutation.
Antithrombin III (ATIII)는 fibrin을 활성화시켜 혈액의 응고를 일으키는 효소인 thrombin의 억제제로서 혈장내 농도가 정상 수준의 70 % 정도로 낮아지면 혈전증을 유발한다. 선천적인 ATIII의 결핍으로 인하여 혈전증을 겪는 환자의 유전자를 조사하기 위하여 각 exon을 중합효소 연쇄반응 (polymerase chain reaction) 으로 증폭하여 M13 bacteriophage vector 에클로닝한 다음 염기서열을 분석하였다. 환자 및 혈전증의 전력이 있는 것으로 알려진 모친의 exon 5에서 염기치환 돌연변이 (T -> C, $Phe^{368}$-> Ser)가 발견되었으며 부친의 경우는 정상이었다. 돌연변이가 일어난 부위는 $\beta$ -sheet를 이루는 strand 5A로서 직접적인 활성부위는 아니지만 관련한 serine proteinase들의 아미노산 서열을 비교해본 결과 이곳에는 대부분 소수성 잔기가 위치하며, 인접한 $His^{369}$는 다른 위치의 아미노산 잔기들과 수소결합을 이루는 역할을 하기때문에 잘 보존되어 있음을 알 수 있었다. 따라서 phenylalanine이 크기나 hydrophobicity에 큰 차이가 있는 serine으로 바뀐 결과 인접한 strand 4A에 존재하는 활성부위에 구조적인 영향을 주는 것으로 여겨진다. 환자의 혈액내에 실제로 비정상 ATIII가 존재함이 확인되면 이를 "ATIII Seoul"로 명명할 것을 제안한다.
