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

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Gamma-glutamyl hydrolase (EC 3.4.19.9) catalyse l’hydrolyse des folylpoly-gamma-glutamates et des antifolylpoly-gamma-glutamates par l’élimination des polyglutamates liés au gamma et du glutamate.

Yao et al. (1996) ont cloné et caractérisé un ADNc pour la GGH humaine. L’ADNc code pour une protéine de 318 acides aminés avec une séquence d’acides aminés déduite 67% identique à celle de l’enzyme du rat. Les 24 résidus de l’extrémité N-terminale sont probablement une séquence leader qui sert de médiateur à la translocation de la GGH dans le réticulum endoplasmique pour la sécrétion. La GGH contient également 4 sites potentiels de N-glycosylation. L’analyse Western blot a détecté la GGH à une masse moléculaire apparente d’environ 35 kD.

Rhee et al. (1995) ont déterminé que, contrairement à l’enzyme du rat, la GGH humaine présentait une activité plus élevée envers le dérivé pentaglutamate du méthotrexate et avait peu d’activité contre le dérivé diglutamate. Plus de 60% de l’activité totale de la GGH était sécrétée dans le milieu des 5 lignées cellulaires tumorales examinées.

Yao et al. (1996) ont caractérisé l’hydrolyse du pentaglutamate de méthotrexate par la GGH. La GGH fonctionnait principalement comme une exopeptidase, produisant initialement le tétraglutamate de méthotrexate, suivi du triglutamate, puis du diglutamate et du méthotrexate. D’autre part, la Ggh de rat a montré une activité exclusivement endopeptidase, clivant la liaison gamma-glutamyle la plus interne, ce qui a donné du méthotrexate monoglutamate comme seul produit contenant du ptéroyle.

Cheng et al. (2005) ont utilisé des polymorphismes dans les gènes codant pour la thiopurine S-méthyltransférase (TPMT ; 187680), la GGH et le transporteur de folate réduit (SLC19A1 ; 600424) pour évaluer la nature de l’acquisition chromosomique et son influence sur la concordance génotype-phénotype dans les cellules cancéreuses. Les activités TPMT et GGH dans les cellules somatiques étaient concordantes avec les génotypes germinaux, tandis que les activités dans les cellules leucémiques étaient déterminées par le nombre de chromosomes et par le fait que les chromosomes acquis contenaient un allèle sauvage ou variant. Les cellules leucémiques qui avaient acquis un chromosome supplémentaire contenant un allèle TPMT ou GGH de type sauvage présentaient une accumulation significativement plus faible de nucléotides de thioguanine ou de polyglutamates de méthotrexate, respectivement. Parmi ces gènes, il y avait un nombre considérable de chromosomes acquis avec des allèles de type sauvage et des allèles variants. Par conséquent, le gain chromosomique peut modifier la concordance entre le génotype germinal et les phénotypes des cellules cancéreuses, ce qui indique que le génotypage quantitatif spécifique à l’allèle peut être nécessaire pour définir sans équivoque la pharmacogénomique du cancer.

Yin et al. (1999) ont déterminé que le gène GGH contient 9 exons et s’étend sur 24 kb. La séquence en amont de l’exon 1 est constituée d’une région riche en GC de type promoteur et d’un certain nombre d’éléments actifs en cis putatifs, notamment des sites Sp1 (189906), AP1 (165160) et MZF1 (194550) ; il n’y a pas de séquence TATA.

Yin et al. (1999) ont déclaré que le gène GGH se cartographie au chromosome 8q12.23-q13.1.

La gamma-glutamyl hydrolase catalyse la dégradation des polyglutamates actifs des folates naturels et de l’antifolate méthotrexate (MTX). Cheng et al. (2006) ont découvert que l’activité de la GGH est directement liée à l’expression de l’ARNm de la GGH dans les cellules de leucémie lymphoblastique aiguë (LLA) chez les patients présentant un génotype germinal sauvage de la GGH. Ils ont identifié 2 îlots CpG dans la région s’étendant du promoteur de la GGH à travers le premier exon et dans l’intron 1 et ont montré que la méthylation des deux îlots CpG dans le promoteur de la GGH (observée dans les cellules leucémiques d’environ 15% des patients atteints de LLA de la lignée B non hyperdiploïde) est associée à une réduction significative de l’expression de l’ARNm de la GGH et de l’activité catalytique et à une accumulation significativement plus élevée de polyglutamates MTX dans les cellules de LLA. De plus, la méthylation d’un îlot CpG était spécifique aux cellules leucémiques et avait un effet prononcé sur l’expression de la GGH, alors que la méthylation du second îlot était commune aux cellules leucémiques et aux leucocytes normaux mais ne modifiait pas significativement l’expression de la GGH. Ces résultats indiquent que l’activité de la GGH dans les cellules leucémiques humaines est régulée par des changements épigénétiques, en plus des polymorphismes génétiques et des anomalies caryotypiques précédemment reconnus, qui déterminent collectivement les différences interindividuelles dans l’activité de la GGH et influencent l’accumulation des polyglutamates de MTX dans les cellules leucémiques.