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

TEKST

Hydrolaza gamma-glutamylowa (EC 3.4.19.9) katalizuje hydrolizę folylopoligamma-glutaminianów i antyfolylopoligamma-glutaminianów poprzez usuwanie poliglutaminianów i glutaminianów związanych z gamma.

Yao i wsp. (1996) sklonowali i scharakteryzowali cDNA dla ludzkiego GGH. CDNA koduje 318-aminokwasowe białko z wydedukowaną sekwencją aminokwasową 67% identyczną z sekwencją enzymu szczurzego. N-terminalne 24 reszty są prawdopodobnie sekwencją wiodącą, która pośredniczy w translokacji GGH do retikulum endoplazmatycznego w celu wydzielania. GGH zawiera również 4 potencjalne miejsca N-glikozylacji. Analiza Western blot wykryła GGH o pozornej masie cząsteczkowej około 35 kD.

Rhee i wsp. (1995) ustalili, że w przeciwieństwie do enzymu szczurzego, ludzki GGH wykazywał wyższą aktywność wobec pentaglutaminianowej pochodnej metotreksatu i miał niewielką aktywność wobec pochodnej diglutaminianowej. Ponad 60% całkowitej aktywności GGH było wydzielane do medium 5 badanych linii komórek nowotworowych.

Yao et al. (1996) scharakteryzowali hydrolizę pentaglutaminianu metotreksatu przez GGH. GGH funkcjonował głównie jako egzopeptydaza, początkowo wytwarzając tetraglutaminian metotreksatu, następnie triglutaminian, a następnie diglutaminian i metotreksat. Z drugiej strony, szczurza Ggh wykazywała wyłącznie aktywność endopeptydazy, rozszczepiając najbardziej wewnętrzne wiązanie gamma-glutamylowe, w wyniku czego powstawał monoglutaminian metotreksatu jako jedyny produkt zawierający pteroil.

Cheng i wsp. (2005) wykorzystali polimorfizmy w genach kodujących S-metylotransferazę tiopuryny (TPMT; 187680), GGH i zredukowanego transportera folianów (SLC19A1; 600424) do oceny charakteru nabycia chromosomalnego i jego wpływu na zgodność genotypowo-fenotypową w komórkach nowotworowych. Aktywność TPMT i GGH w komórkach somatycznych była zgodna z genotypami linii zarodkowej, podczas gdy aktywność w komórkach białaczkowych zależała od liczby chromosomów i tego, czy nabyte chromosomy zawierały allel typu dzikiego czy wariantowy. Komórki białaczkowe, które nabyły dodatkowy chromosom zawierający allel TPMT lub GGH typu dzikiego, miały znacząco niższą akumulację odpowiednio nukleotydów tioguaniny lub poliglutaminianów metotreksatu. Wśród tych genów występowała znaczna liczba nabytych chromosomów z allelami wildtype i variant. Dlatego zysk chromosomalny może zmienić zgodność genotypu linii zarodkowej i fenotypów komórek nowotworowych, wskazując, że specyficzne dla alleli genotypowanie ilościowe może być wymagane do jednoznacznego zdefiniowania farmakogenomiki nowotworów.

Yin i wsp. (1999) ustalili, że gen GGH zawiera 9 eksonów i rozciąga się na 24 kb. Sekwencja upstream eksonu 1 składa się z regionu bogatego w GC podobnego do promotora i szeregu przypuszczalnych elementów aktywnych cis, w tym miejsc Sp1 (189906), AP1 (165160) i MZF1 (194550); nie ma sekwencji TATA.

Yin et al. (1999) stwierdzili, że gen GGH mapuje do chromosomu 8q12.23-q13.1.

Hydrolaza gamma-glutamylowa katalizuje degradację aktywnych poliglutaminianów naturalnych folianów i antyfolianu metotreksatu (MTX). Cheng i wsp. (2006) stwierdzili, że aktywność GGH jest bezpośrednio związana z ekspresją GGH mRNA w komórkach ostrej białaczki limfoblastycznej (ALL) u pacjentów z genotypem wildtype germline GGH. Zidentyfikowali oni 2 wyspy CpG w regionie rozciągającym się od promotora GGH przez pierwszy ekson do intronu 1 i wykazali, że metylacja obu wysp CpG w promotorze GGH (obserwowana w komórkach białaczkowych pochodzących od około 15% pacjentów z niehiperdiploidalną ALL linii B) wiąże się ze znacznie zmniejszoną ekspresją GGH mRNA i aktywnością katalityczną oraz ze znacznie większą akumulacją poliglutaminianów MTX w komórkach ALL. Ponadto, metylacja jednej wyspy CpG była specyficzna dla komórek białaczkowych i miała wyraźny wpływ na ekspresję GGH, podczas gdy metylacja drugiej wyspy była powszechna w komórkach białaczkowych i prawidłowych leukocytach, ale nie zmieniała znacząco ekspresji GGH. Wyniki te wskazują, że aktywność GGH w ludzkich komórkach białaczkowych jest regulowana przez zmiany epigenetyczne, oprócz wcześniej poznanych polimorfizmów genetycznych i nieprawidłowości kariotypowych, które wspólnie determinują międzyosobnicze różnice w aktywności GGH i wpływają na akumulację poliglutaminianów MTX w komórkach białaczkowych.