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

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Gamma-glutamyl hydrolase (EC 3.4.19.9) catalizza l’idrolisi dei folilpoligamma-glutammati e degli antifolilpoligamma-glutammati mediante la rimozione dei poliglutammati e del glutammato legati alla gamma.

Yao et al. (1996) hanno clonato e caratterizzato un cDNA del GGH umano. Il cDNA codifica una proteina di 318 aminoacidi con una sequenza dedotta di aminoacidi identica al 67% a quella dell’enzima del ratto. I 24 residui N-terminali sono probabilmente una sequenza leader che media la traslocazione di GGH nel reticolo endoplasmatico per la secrezione. GGH contiene anche 4 potenziali siti di N-glicosilazione. L’analisi Western blot ha rilevato GGH ad una massa molecolare apparente di circa 35 kD.

Rhee et al. (1995) hanno determinato che, a differenza dell’enzima del ratto, il GGH umano ha mostrato una maggiore attività verso il derivato pentaglutammato del metotrexato e aveva poca attività contro il derivato diglutammato. Più del 60% dell’attività totale di GGH è stata secreta nel mezzo delle 5 linee cellulari tumorali esaminate.

Yao et al. (1996) hanno caratterizzato l’idrolisi del pentaglutammato di metotrexato da parte di GGH. GGH ha funzionato principalmente come esopeptidasi, producendo inizialmente il tetraglutammato di metotrexato, seguito dal triglutammato e poi dal diglutammato e dal metotrexato. D’altra parte, il Ggh del ratto ha mostrato un’attività esclusivamente endopeptidasica, scindendo il legame gamma-glutamilico più interno, ottenendo il monoglutammato di metotrexato come unico prodotto contenente pteroile.

Cheng et al. (2005) hanno usato polimorfismi nei geni che codificano la tiopurina S-metiltransferasi (TPMT; 187680), GGH, e il trasportatore ridotto di folati (SLC19A1; 600424) per valutare la natura dell’acquisizione cromosomica e la sua influenza sulla concordanza genotipo-fenotipo nelle cellule tumorali. Le attività di TPMT e GGH nelle cellule somatiche erano concordanti con i genotipi germinali, mentre le attività nelle cellule leucemiche erano determinate dal numero cromosomico e dal fatto che i cromosomi acquisiti contenessero un allele wildtype o variante. Le cellule leucemiche che avevano acquisito un cromosoma aggiuntivo contenente un allele wildtype TPMT o GGH avevano un accumulo significativamente inferiore di nucleotidi di tioguanina o poliglutammati di metotrexato, rispettivamente. Tra questi geni, c’era un numero considerevole di cromosomi acquisiti con alleli wildtype e varianti. Pertanto, il guadagno cromosomico può alterare la concordanza tra genotipo germinale e fenotipi delle cellule tumorali, indicando che la genotipizzazione quantitativa allele-specifica può essere necessaria per definire inequivocabilmente la farmacogenomica del cancro.

Yin et al. (1999) hanno determinato che il gene GGH contiene 9 esoni e si estende per 24 kb. La sequenza a monte dell’esone 1 consiste in una regione ricca di GC come promotore e un certo numero di elementi cis attivi putativi, compresi i siti Sp1 (189906), AP1 (165160) e MZF1 (194550); non c’è una sequenza TATA.

Yin et al. (1999) hanno dichiarato che il gene GGH mappa sul cromosoma 8q12.23-q13.1.

La gamma-glutamil idrolasi catalizza la degradazione dei poliglutammati attivi dei folati naturali e dell’antifolato methotrexate (MTX). Cheng et al. (2006) hanno scoperto che l’attività della GGH è direttamente correlata all’espressione dell’mRNA della GGH nelle cellule della leucemia linfoblastica acuta (ALL) in pazienti con un genotipo germinale GGH wildtype. Hanno identificato 2 isole CpG nella regione che si estende dal promotore GGH attraverso il primo esone e nell’introne 1 e hanno dimostrato che la metilazione di entrambe le isole CpG nel promotore GGH (visto in cellule leucemiche da circa il 15% dei pazienti con nonhyperdiploid B-lineage ALL) è associato con significativamente ridotto GGH mRNA espressione e attività catalitica e con accumulo significativamente più elevato di MTX polyglutamates in cellule ALL. Inoltre, la metilazione di 1 isola CpG era specifica per le cellule leucemiche e aveva un effetto pronunciato sull’espressione di GGH, mentre la metilazione del secondo era comune nelle cellule leucemiche e nei leucociti normali ma non alterava significativamente l’espressione di GGH. Questi risultati hanno indicato che l’attività di GGH nelle cellule leucemiche umane è regolata da cambiamenti epigenetici, oltre a polimorfismi genetici precedentemente riconosciuti e anomalie cariotipiche, che collettivamente determinano differenze interindividuali nell’attività di GGH e influenzano l’accumulo di poliglutammati MTX nelle cellule leucemiche.