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

TEXT

Gamma-glutamylhydrolase (EC 3.4.19.9) katalyserer hydrolysen af folylpoly-gamma-glutamater og antifolylpoly-gamma-glutamater ved fjernelse af gamma-bundne polyglutamater og glutamat.

Yao et al. (1996) klonede og karakteriserede et cDNA for human GGH. cDNA’et koder for et protein på 318 aminosyrer med en afledt aminosyresekvens, der er 67% identisk med enzymet fra rotte. De N-terminale 24 rester er sandsynligvis en ledersekvens, der formidler translokation af GGH ind i det endoplasmatiske retikulum med henblik på sekretion. GGH indeholder også 4 potentielle N-glykosyleringssteder. Western Blot-analyse påviste GGH med en tilsyneladende molekylmasse på ca. 35 kD.

Rhee et al. (1995) fastslog, at human GGH i modsætning til enzymet fra rotter viste højere aktivitet over for pentaglutamatderivatet af methotrexat og havde ringe aktivitet over for diglutamatderivatet. Mere end 60% af den samlede GGH-aktivitet blev udskilt i mediet fra de 5 undersøgte tumorcellelinjer.

Yao et al. (1996) karakteriserede hydrolysen af methotrexat pentaglutamat med GGH. GGH fungerede primært som en exopeptidase og producerede i første omgang methotrexat-tetraglutamat, efterfulgt af triglutamat og derefter diglutamat og methotrexat. På den anden side udviste rotte-Ggh udelukkende endopeptidaseaktivitet, idet den spaltede den inderste gamma-glutamylbinding, hvilket resulterede i methotrexatmonoglutamat som det eneste pteroyl-holdige produkt.

Cheng et al. (2005) anvendte polymorfismer i generne, der koder for thiopurin S-methyltransferase (TPMT; 187680), GGH og den reducerede folatbærer (SLC19A1; 600424), til at vurdere arten af kromosomal erhvervelse og dens indflydelse på genotype-fænotypeoverensstemmelse i kræftceller. TPMT- og GGH-aktiviteter i somatiske celler var i overensstemmelse med kimlinegenotyper, mens aktiviteterne i leukæmiceller blev bestemt af kromosomalnummeret og af, om de erhvervede kromosomer indeholdt en wildtype- eller variantallel. Leukæmiceller, der havde erhvervet et ekstra kromosom, som indeholdt en wildtype TPMT- eller GGH-allel, havde en signifikant lavere akkumulering af henholdsvis thioguaninnukleotider eller methotrexatpolyglutamater. Blandt disse gener var der et betydeligt antal erhvervede kromosomer med wildtype- og variantalleler. Derfor kan kromosomale gevinster ændre overensstemmelsen mellem kimlinegenotype og kræftcellefænotyper, hvilket indikerer, at allelspecifik kvantitativ genotypebestemmelse kan være nødvendig for at definere cancerfarmakogenomik entydigt.

Yin et al. (1999) fastslog, at GGH-genet indeholder 9 exoner og strækker sig over 24 kb. Sekvensen opstrøms for exon 1 består af et promotorlignende GC-rigt område og en række formodede cis-aktive elementer, herunder Sp1- (189906), AP1- (165160) og MZF1- (194550) steder; der er ingen TATA-sekvens.

Yin et al. (1999) angav, at GGH-genet er kortlagt til kromosom 8q12.23-q13.1.

Gamma-glutamylhydrolase katalyserer nedbrydningen af de aktive polyglutamater af naturlige folater og antifolat methotrexat (MTX). Cheng et al. (2006) fandt, at GGH-aktivitet er direkte relateret til GGH mRNA-ekspression i akutte lymfoblastiske leukæmiceller (ALL) hos patienter med en wildtype germline GGH-genotype. De identificerede 2 CpG-øer i den region, der strækker sig fra GGH-promotoren gennem det første exon og ind i intron 1, og viste, at methylering af begge CpG-øer i GGH-promotoren (som ses i leukæmiceller fra ca. 15 % af patienter med nonhyperdiploid B-lineage ALL) er forbundet med signifikant reduceret GGH mRNA-ekspression og katalytisk aktivitet og med signifikant højere akkumulering af MTX-polyglutamater i ALL-celler. Desuden var methylering af 1 CpG-ø leukæmicellespecifik og havde en udtalt effekt på GGH-ekspressionen, mens methylering af den anden ø var almindelig i leukæmiceller og normale leukocytter, men ændrede ikke GGH-ekspressionen væsentligt. Disse resultater viste, at GGH-aktivitet i humane leukæmiceller reguleres af epigenetiske ændringer, ud over tidligere anerkendte genetiske polymorfismer og karyotypiske abnormiteter, som tilsammen bestemmer interindividuelle forskelle i GGH-aktivitet og påvirker ophobningen af MTX-polyglutamater i leukæmiceller.