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

TEKSTI

Gamma-glutamyylihydrolaasi (EC 3.4.19.9) katalysoi folypoly-gamma-glutamaattien ja antifolypoly-gamma-glutamaattien hydrolyysiä poistamalla gamma-sidoksissa olevia polyglutamaatteja ja glutamaattia.

Yao ym. (1996) kloonasivat ja karakterisoivat ihmisen GGH:n cDNA:n. CDNA koodaa 318 aminohappoa sisältävää proteiinia, jonka päätelty aminohapposekvenssi on 67 % identtinen rottien entsyymin kanssa. N-terminaaliset 24 jäännöstä ovat todennäköisesti johtava sekvenssi, joka välittää GGH:n translokaation endoplasmiseen retikulumiin eritystä varten. GGH sisältää myös 4 mahdollista N-glykosylaatiokohtaa. Western blot -analyysissä havaittiin, että GGH:n näennäinen molekyylimassa on noin 35 kD.

Rhee ym. (1995) määrittivät, että toisin kuin rotan entsyymillä, ihmisen GGH:lla oli suurempi aktiivisuus metotreksaatin pentaglutamaattijohdannaiselle ja vähän aktiivisuutta diglutamaattijohdannaiselle. Yli 60 % GGH:n kokonaisaktiivisuudesta erittyi tutkittujen viiden kasvainsolulinjan väliaineeseen.

Yao ym. (1996) luonnehtivat metotreksaattipentaglutamaatin hydrolyysiä GGH:n avulla. GGH toimi ensisijaisesti eksopeptidaasina tuottaen aluksi metotreksaatin tetraglutamaattia, sen jälkeen triglutamaattia ja sitten diglutamaattia ja metotreksaattia. Toisaalta rotan Ggh osoitti yksinomaan endopeptidaasiaktiivisuutta, joka pilkkoi sisimmän gamma-glutamyylisidoksen, jolloin ainoana pteroyyliä sisältävänä tuotteena oli metotreksaattimonoglutamaatti.

Cheng ym. (2005) käyttivät tiopuriini-S-metyylitransferaasia (TPMT; 187680), GGH:ta ja pelkistynyttä folaattikantajaa (SLC19A1; 600424) koodaavien geenien polymorfismeja arvioidakseen kromosomaalisen haltuunoton luonnetta ja sen vaikutusta genotyyppi-fanotyyppi-yhtäläisyyteen syöpäsoluissa. TPMT- ja GGH-aktiivisuudet somaattisissa soluissa olivat yhteneviä sukusolujen genotyyppien kanssa, kun taas aktiivisuudet leukemiasoluissa määräytyivät kromosomien lukumäärän ja sen mukaan, sisälsivätkö hankitut kromosomit villityyppi- vai varianttialleelia. Leukemiasoluissa, jotka olivat hankkineet ylimääräisen kromosomin, joka sisälsi villityyppisen TPMT- tai GGH-alleelin, tioguaniininukleotidien tai metotreksaattipolyglutamaattien kertyminen oli huomattavasti vähäisempää. Näiden geenien joukossa oli huomattava määrä hankittuja kromosomeja, joilla oli villityyppisiä ja varianttialleeleja. Näin ollen kromosomaalinen lisäys voi muuttaa sukusolujen genotyypin ja syöpäsolujen fenotyyppien yhteneväisyyttä, mikä osoittaa, että allelispesifistä kvantitatiivista genotyypitystä saatetaan tarvita syövän farmakogenomiikan yksiselitteiseen määrittelyyn.

Yin ym. (1999) määrittivät, että GGH-geeni sisältää 9 eksonia ja ulottuu 24 kb:n alueelle. Eksonista 1 ylävirtaan oleva sekvenssi koostuu promoottorin kaltaisesta GC-rikkaasta alueesta ja useista oletetuista cis-aktiivisista elementeistä, mukaan lukien Sp1- (189906), AP1- (165160) ja MZF1- (194550) kohdat; TATA-sekvenssiä ei ole.

Yin ym. (1999) totesivat, että GGH-geeni karttuu kromosomille 8q12.23-q13.1.

Gamma-glutamyylihydrolaasi katalysoi luonnollisten folaattien aktiivisten polyglutamaattien ja antifolaattina käytettävän metotreksaatin (MTX) hajoamista. Cheng ym. (2006) havaitsivat, että GGH:n aktiivisuus on suoraan yhteydessä GGH:n mRNA-ekspressioon akuutin lymfoblastileukemian (ALL) soluissa potilailla, joilla on villityyppinen ituradan GGH-genotyyppi. He tunnistivat kaksi CpG-saareketta alueella, joka ulottuu GGH:n promoottorista ensimmäisen eksonin läpi introniin 1, ja osoittivat, että molempien CpG-saarekkeiden metylaatio GGH:n promoottorissa (jota havaittiin leukemiasoluissa noin 15 prosentilla potilaista, joilla oli ei-hyperdiploidinen B-linjan ALL) liittyy merkittävästi vähentyneeseen GGH:n mRNA:n ilmentymiseen ja katalyyttiseen aktiivisuuteen sekä merkittävästi korkeampaan MTX:n polyyglutamaattien kertymiseen ALL:n soluihin. Lisäksi yhden CpG-saaren metylaatio oli leukemiasolukohtainen ja vaikutti voimakkaasti GGH:n ilmentymiseen, kun taas toisen CpG-saaren metylaatio oli yleistä leukemiasoluissa ja normaaleissa leukosyyteissä, mutta se ei muuttanut merkittävästi GGH:n ilmentymistä. Nämä havainnot osoittivat, että ihmisen leukemiasolujen GGH-aktiivisuutta säätelevät epigeneettiset muutokset aiemmin tunnistettujen geneettisten polymorfismien ja karyotyyppisten poikkeavuuksien lisäksi, jotka yhdessä määrittävät yksilöiden väliset erot GGH-aktiivisuudessa ja vaikuttavat MTX-polyglutamaattien kertymiseen leukemiasoluihin.