OMIM Entry – * 601509 – GAMMA-GLUTAMYL HYDROLASE; GGH

TEXT

Gamma-glutamylhydroláza (EC 3.4.19.9) katalyzuje hydrolýzu folylpoly-gama-glutamátů a antifolylpoly-gama-glutamátů odstraněním gama-vázaných polyglutamátů a glutamátu.

Yao et al. (1996) naklonovali a charakterizovali cDNA pro lidskou GGH. Tato cDNA kóduje protein o 318 aminokyselinách s odvozenou sekvencí aminokyselin 67 % shodnou se sekvencí enzymu potkana. N-koncových 24 zbytků je pravděpodobně vedoucí sekvence, která zprostředkovává translokaci GGH do endoplazmatického retikula pro sekreci. GGH také obsahuje 4 potenciální N-glykosylační místa. Western blot analýza detekovala GGH se zdánlivou molekulovou hmotností přibližně 35 kD.

Rhee et al. (1995) zjistili, že na rozdíl od krysího enzymu vykazuje lidský GGH vyšší aktivitu vůči pentaglutamátovému derivátu methotrexátu a má malou aktivitu vůči diglutamátovému derivátu. Více než 60 % celkové aktivity GGH bylo vylučováno do média 5 zkoumaných nádorových buněčných linií.

Yao et al (1996) charakterizovali hydrolýzu pentaglutamátu methotrexátu pomocí GGH. GGH primárně fungovala jako exopeptidáza, přičemž zpočátku produkovala tetraglutamát methotrexátu, poté triglutamát a následně diglutamát a methotrexát. Naproti tomu krysí Ggh vykazovala výhradně endopeptidázovou aktivitu, přičemž štěpila nejvnitřnější gama-glutamylovou vazbu, což vedlo ke vzniku monoglutamátu methotrexátu jako jediného produktu obsahujícího pteroyl.

Cheng et al. (2005) použili polymorfismy v genech kódujících thiopurin S-methyltransferázu (TPMT; 187680), GGH a redukovaný folátový přenašeč (SLC19A1; 600424) k posouzení povahy chromozomální akvizice a jejího vlivu na shodu genotypu a fenotypu u nádorových buněk. Aktivity TPMT a GGH v somatických buňkách byly shodné se zárodečnými genotypy, zatímco aktivity v leukemických buňkách byly určeny počtem chromozomů a tím, zda získané chromozomy obsahovaly divoký typ nebo variantní alelu. Leukemické buňky, které získaly další chromozom obsahující alelu divokého typu TPMT nebo GGH, měly významně nižší akumulaci thioguaninových nukleotidů, resp. polyglutamátů methotrexátu. Mezi těmito geny byl značný počet získaných chromozomů s divokým typem a variantními alelami. Chromozomální zisk tedy může změnit shodu zárodečného genotypu a fenotypů nádorových buněk, což naznačuje, že k jednoznačnému definování farmakogenomiky nádorových onemocnění může být zapotřebí kvantitativní genotypizace specifická pro alely.

Yin et al. (1999) určili, že gen GGH obsahuje 9 exonů a rozkládá se na 24 kb. Sekvence před exonem 1 se skládá z oblasti bohaté na GC podobné promotoru a řady domnělých cis aktivních elementů, včetně míst Sp1 (189906), AP1 (165160) a MZF1 (194550); sekvence TATA se zde nenachází.

Yin et al. (1999) uvedli, že gen GGH se mapuje na chromozómu 8q12.23-q13.1. Na chromozómu 8q12.23-q13.1 se nachází gen GGH.

Gamma-glutamylhydroláza katalyzuje degradaci aktivních polyglutamátů přírodních folátů a antifolátu methotrexátu (MTX). Cheng et al. (2006) zjistili, že aktivita GGH přímo souvisí s expresí mRNA GGH v buňkách akutní lymfoblastické leukemie (ALL) u pacientů s divokým zárodečným genotypem GGH. Identifikovali 2 ostrůvky CpG v oblasti táhnoucí se od promotoru GGH přes první exon do intronu 1 a ukázali, že metylace obou ostrůvků CpG v promotoru GGH (pozorovaná u leukemických buněk přibližně 15 % pacientů s nehyperdiploidní ALL linie B) je spojena s významně sníženou expresí mRNA GGH a katalytickou aktivitou a s významně vyšší akumulací polyglutamátů MTX v buňkách ALL. Metylace 1 CpG ostrova byla navíc specifická pro leukemické buňky a měla výrazný vliv na expresi GGH, zatímco metylace druhého ostrova byla společná pro leukemické buňky i normální leukocyty, ale expresi GGH významně nezměnila. Tato zjištění naznačila, že aktivita GGH v lidských leukemických buňkách je regulována epigenetickými změnami, kromě dříve rozpoznaných genetických polymorfismů a karyotypových abnormalit, které společně určují interindividuální rozdíly v aktivitě GGH a ovlivňují akumulaci polyglutamátů MTX v leukemických buňkách.