CBS

CBS(cystathionine-beta-synthase)是编码胱硫醚-β-合成酶的基因，它参与同型半胱氨酸的转硫途径的第一步反应，将同型半胱氨酸不可逆的转化为半胱氨酸和α酮丁酸，其催化作用需要维生素B6的参与。

胱硫醚-β-合成酶的活性降低，可引起高同型半胱氨酸血症，进而导致许多器官和组织，包括眼、骨骼、血管、中枢神经系统等的损伤。国内外的众多研究表明，胱硫醚-β-合成酶与晶状体脱离、骨质疏松症、早发的动脉粥样硬化和血栓症也有一定的相关性。

基因结构

    人类CBS基因全称cystathionine-beta-synthase（胱硫醚-β-合成酶），位于21q22.3。全长约23kb，共有17个外显子。mRNA全长2605bp，编码长度为551个氨基酸残基的蛋白。

基因分子生物学功能

    CBS基因编码的胱硫醚-β-合成酶是一个磷酸吡哆醛酶，由4个相同的63KD亚单位组成，包含一个血红素结合结构域和一个S-腺苷蛋氨酸调节位点，以维生素B6作为辅酶，在维生素B6作用下，催化丝氨酸和同型半胱氨酸（Hcy）缩合成胱硫醚，进一步分解为半胱氨酸和α-酮丁酸。

    动物实验表明，在胚胎发育早期阶段，CBS基因仅在肝脏,骨骼，心血管和神经系统中表达，后期在神经系统中表达下降，出生后在大脑中表达增加，并随大脑发育成熟而达到高峰。成年大脑中，在Purkinje细胞层和海马中表达量最多。

    CBS基因功能的缺陷是一种常染色体隐性遗传的病征，发病率较低，纯合子频率为1/20000-200000，杂合子频率为1/70-225。位于第287号密码子的T833C 的突变,使其编码的异亮氨酸错义突变为苏氨酸,造成酶蛋白分子中磷酸吡哆醛（维生素B6中间代谢产物，又称PLP） 结合位点的构象变化,从而影响了酶与PLP 的结合,临床表现为患者对维生素B6 治疗不敏感。

参与的通路

     同型半胱氨酸的生成途径有两种，一个是再甲基化途径，另外一个是CBS基因参与的转硫途径。

     再甲基化途径：约有50%同型半胱氨酸在蛋氨酸合成酶的作用下，以维生素B12为辅酶，以N5-甲基四氢叶酸为甲基供体，发生再甲基化，重新合成甲硫氨酸。这一反应中的甲基供体（N5-甲基四氢叶酸）是由N5，10-亚甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）作用于N5，10-亚甲基四氢叶酸形成的。

    转硫途径：另外约50%的同型半胱氨酸经转硫途径不可逆生成半胱氨酸和α酮丁酸，此过程需维生素B6依赖的胱硫醚-β-合成酶CBS和甲硫氨酸合成酶参与。

                                                                         图1　同型半胱氨酸代谢



    转硫途径是将同型半胱氨酸转变为半胱氨酸，据报道，在培养的人肝细胞谷胱苷肽库中，有50%的半胱氨酸是由同型半胱氨酸转变而来的。谷胱苷肽在维持细胞内的氧化还原平衡和细胞抵抗氧化压力中发挥了重要作用。因此，转硫途径不仅在移除体内过多的同型半胱氨酸起了重要作用，而且也能维持氧化还原的平衡。CBS基因纯和缺失的小鼠，其肝脏和脑部的谷胱苷肽水平都有下降。