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

TEXT

Gamma-glutamyl hydrolase (EC 3.4.19.9) katalyseert de hydrolyse van folylpoly-gamma-glutamaten en antifolylpoly-gamma-glutamaten door de verwijdering van gamma-gekoppelde polyglutamaten en glutamaat.

Yao et al. (1996) kloneerden en karakteriseerden een cDNA voor menselijk GGH. Het cDNA codeert voor een eiwit van 318 aminozuren met een afgeleide aminozuursequentie die 67% identiek is aan die van het rat-enzym. De N-terminale 24 residuen zijn waarschijnlijk een leader-sequentie die de translocatie van GGH naar het endoplasmatisch reticulum voor secretie medieert. GGH bevat ook 4 potentiële N-glycosyleringsplaatsen. Western blot analyse detecteerde GGH met een schijnbare molecuulmassa van ongeveer 35 kD.

Rhee e.a. (1995) stelden vast dat, in tegenstelling tot het rattenenzym, menselijk GGH een hogere activiteit vertoonde tegen het pentaglutamaat-derivaat van methotrexaat en weinig activiteit had tegen het diglutamaat-derivaat. Meer dan 60% van de totale GGH activiteit werd uitgescheiden in het medium van de 5 onderzochte tumor cellijnen.

Yao et al. (1996) karakteriseerden de hydrolyse van methotrexaat pentaglutamaat door GGH. GGH functioneerde voornamelijk als een exopeptidase, waarbij in eerste instantie methotrexaat tetraglutamaat werd geproduceerd, gevolgd door het triglutamaat, en vervolgens het diglutamaat en methotrexaat. Anderzijds vertoonde Ggh van de rat uitsluitend endopeptidase-activiteit, waarbij de binnenste gamma-glutamylbinding werd gesplitst, resulterend in methotrexaat-monoglutamaat als het enige pteroyl-bevattende product.

Cheng et al. (2005) gebruikten polymorfismen in de genen die coderen voor thiopurine S-methyltransferase (TPMT; 187680), GGH, en de gereduceerde folaatdrager (SLC19A1; 600424) om de aard van chromosomale verwerving en de invloed daarvan op genotype-fenotype concordantie in kankercellen te beoordelen. TPMT- en GGH-activiteiten in somatische cellen waren concordant met kiembaangenotypes, terwijl activiteiten in leukemiecellen werden bepaald door het chromosoomnummer en of de verworven chromosomen een wildtype of variant allel bevatten. Leukemiecellen die een extra chromosoom hadden verworven dat een wildtype TPMT- of GGH-allel bevatte, hadden een significant lagere accumulatie van respectievelijk thioguanine-nucleotiden of methotrexaat-polyglutamaten. Onder deze genen was er een aanzienlijk aantal verworven chromosomen met wildtype en variant allelen. Daarom kan chromosomale winst de concordantie van het kiembaangenotype en het fenotype van de kankercel veranderen, wat erop wijst dat allelspecifieke kwantitatieve genotypering nodig kan zijn om kankerfarmacogenomica eenduidig te definiëren.

Yin et al. (1999) bepaalden dat het GGH-gen 9 exonen bevat en 24 kb omspant. De sequentie stroomopwaarts van exon 1 bestaat uit een promotor-achtige GC-rijke regio en een aantal vermoedelijke cis-actieve elementen, waaronder Sp1 (189906), AP1 (165160), en MZF1 (194550) sites; er is geen TATA-sequentie.

Yin et al. (1999) verklaarden dat het GGH-gen zich op chromosoom 8q12.23-q13.1 bevindt.

Gamma-glutamyl hydrolase katalyseert de afbraak van de actieve polyglutamaten van natuurlijke folaten en het antifolaat methotrexaat (MTX). Cheng et al. (2006) vonden dat GGH activiteit direct gerelateerd is aan GGH mRNA expressie in acute lymfoblastische leukemie (ALL) cellen van patiënten met een wildtype germline GGH genotype. Zij identificeerden 2 CpG eilanden in de regio die zich uitstrekt van de GGH promoter door het eerste exon en in intron 1 en toonden aan dat methylering van beide CpG eilanden in de GGH promoter (gezien in leukemiecellen van ongeveer 15% van de patiënten met nonhyperdiploid B-lineage ALL) geassocieerd is met significant verminderde GGH mRNA expressie en katalytische activiteit en met significant hogere accumulatie van MTX polyglutamaten in ALL cellen. Bovendien was methylering van 1 CpG eiland specifiek voor leukemiecellen en had een uitgesproken effect op GGH expressie, terwijl methylering van het tweede eiland algemeen was in leukemiecellen en normale leukocyten, maar de GGH expressie niet significant veranderde. Deze bevindingen gaven aan dat GGH-activiteit in menselijke leukemiecellen wordt gereguleerd door epigenetische veranderingen, naast eerder erkende genetische polymorfismen en karyotypische afwijkingen, die gezamenlijk interindividuele verschillen in GGH-activiteit bepalen en de accumulatie van MTX-polyglutamaten in leukemiecellen beïnvloeden.