Niedobór alfa-N-acetylogalaktozoaminidazy (alfa-NAGA) (choroba Schindlera/Kanzaki jest klinicznie i patologicznie heterogenną chorobą genetyczną o szerokim spektrum obejmującym szerokim spektrum obejmującym dystrofię neuroaksonalną o wczesnym początku (choroba Schindlera) i angiokeratoma corporis diffusum o późnym początku (choroba Kanzaki). W przypadku niedoboru alfa-NAGA występują rozbieżności między genotypem a fenotypem, a także między produktami wydalania z moczem (glikokoniugaty sialilowe) a teoretycznie nagromadzonym materiałem (antygen Tn; Gal NAcalpha1-O-Ser/Thr) wynikającym z defektu alfa-NAGA. defektu alfa-NAGA. Jeśli chodzi o pierwszą kwestię, wcześniej zgłoszone dane genetyczne, biochemiczne i patologiczne nasuwają pytanie, czy mutacja E325K znaleziona u pacjentów z chorobą Schindlera rzeczywiście prowadzi do ciężkiego fenotypu fenotypu niedoboru alfa-NAGA. Ta ostatnia kwestia prowadzi do pytania czy niedobór alfa-NAGA jest związany z podstawową patogenezą tej choroby. choroby. Aby wyjaśnić patogenezę tej choroby, przeprowadziliśmy badania strukturalne i immunocytochemiczne. i badania immunocytochemiczne. Struktura ludzkiej alfa-NAGA wydedukowana na podstawie modelowania Modelowanie homologiczne składa się z dwóch domen, domeny I, w tym aktywnego miejsca i domeny II. i domeny II. R329W/Q, zidentyfikowane u pacjentów z chorobą Kanzaki, zostały powodują drastyczne zmiany na styku domen I i II. Zmiana strukturalna spowodowana przez E325K stwierdzona u pacjentów z chorobą Schindlera jest zlokalizowana po N-końcowej stronie dziesiątej nici beta w domenie II i jest mniejsze niż te spowodowane przez R329W/Q. Analiza immunocytochemiczna wykazała, że główny materiał lizosomalny nagromadzony w hodowanych fibroblastach od pacjentów z chorobą Kanzaki jest antygen Tn. Dane te sugerują, że prototypem alfa-NAGA w chorobie Kanzaki i czynniki inne niż defekt alfa-NAGA mogą przyczyniać się do poważnych zaburzeń neurologicznych, a choroba Kanzaki jest uważana za spowodowaną niedoborem pojedynczego enzymu. --- TŁO: Choroba Kanzaki (OMIM#104170) jest związana z niedoborem alfa-N-acetylogalaktozoaminidazy (alfa-NAGA; E.C.3.2.1.49), która hydrolizuje GalNAcalpha1-O-Ser/Thr. Mutacje typu missense, R329W lub R329Q zostały zidentyfikowane u dwóch japońskich pacjentów Kanzaki. Chociaż znajdują się one w tym samym kodonie, objawy kliniczne kliniczna była poważniejsza w przypadku R329W, ponieważ substytucja aminokwasów prowadziła do niestabilności białka skutkującej zmianami strukturalnymi, które są większe w R329W niż w R329Q. CEL: Zbadanie, czy różne fenotypy kliniczne można przypisać dwóm mutacjom. do tych dwóch mutacji. METODY: Zmierzono aktywność alfa-NAGA w osoczu i glikopeptydy wydalane z moczem. mierzone i trójwymiarowe modele ludzkiej alfa-NAGA i jej kompleksów z GalNAcalpha1-O-Ser i GalNAcalpha1-O-Thr skonstruowano za pomocą modelowania homologicznego. WYNIKI: Resztkowa aktywność enzymu była znacząco wyższa w mutancie R329Q- niż mutanta R329W (0,022+/-0,005 w porównaniu do 0,005+/-0,001 nmol/h/ml: p<0,05); współczynniki stosunek GalNAcalpha1-O-Ser:GalNAcalpha1-O-Thr w moczu wynosił odpowiednio 2:10 i 8:10, odpowiednio. GalNAcalpha1-O-Ser/Thr ściśle przylegają do wąskiej przestrzeni kieszeni miejsca aktywnego alfa-NAGA. kieszeni miejsca aktywnego alfa-NAGA. GalNAcalpha1-O-Thr wymaga większej przestrzeni do alfa-NAGA ze względu na łańcuch boczny (CH3) reszty treoninowej. reszty treoniny. WNIOSEK: Nasze odkrycia sugerują, że na wiązanie alfa-NAGA z jej substratami substratami jest silnie zależne od substytucji aminokwasowej w R329 i że związek z GalNAcalpha1-O-Thr jest bardziej podatny na zmiany strukturalne zmiany. Resztkowy enzym zmutowany w R329W nie mógł wiązać się z GalNAcalpha1-O-Thr i GalNAcalpha1-O-Ser. Jednakże, resztkowy zmutowany enzym w R329Q katalizował zmiany strukturalne. w R329Q do pewnego stopnia katalizował GalNAcalpha1-O-Ser. Dlatego stosunek GalNAcalpha1-O-Ser w moczu stosunek GalNAcalpha1-O-Ser:GalNAcalpha1-O-Thr był niższy, a fenotyp kliniczny był łagodniejszy był łagodniejszy w przypadku mutacji R329Q. Analiza strukturalna ujawniła różnice biochemiczne i fenotypowe u pacjentów Kanzaki z mutacją R329Q i R329W. --- alfa-N-acetylogalaktozaminidaza (alfa-NAGAL; E.C. 3.2.1.49) jest lizosomalną egzoglikozydazą, która rozszczepia końcowe reszty alfa-N-acetylogalaktozaminy. egzoglikozydaza, która rozszczepia końcowe reszty alfa-N-acetylogalaktozaminy z glikopeptydów i glikolipidów. U ludzi niedobór aktywności alfa-NAGAL powoduje lizosomalne choroby spichrzeniowe: chorobę Schindlera i chorobę Kanzakiego. Kanzaki. Aby lepiej zrozumieć defekty molekularne w tych chorobach, my określiliśmy strukturę krystaliczną ludzkiego alfa-NAGAL po ekspresji typu dzikiego i glikoprotein z niedoborem glikozylacji w rekombinowanych systemach ekspresji komórek owadzich. komórkach owadzich. Zmierzyliśmy parametry enzymatyczne naszych oczyszczonych enzymów typu dzikiego i i zmutowanych enzymów, ustalając ich równoważność enzymatyczną. Aby zbadać specyficzność wiązania i mechanizm katalityczny ludzkiego enzymu alfa-NAGAL, my określiliśmy trzy kompleksy krystalograficzne z różnymi produktami katalitycznymi związanymi w miejscu aktywnym enzymu. Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób poszczególne defekty w glikoproteinie alfa-NAGAL prowadzą do choroby Schindlera, przeanalizowaliśmy wpływ mutacji powodujących chorobę na trójwymiarową strukturę. --- Opisujemy wyniki badań neurologicznych u pacjenta z niedoborem niedoborem alfa-N-acetylogalaktozoaminidazy (choroba Kanzaki). Badania kliniczne i badania elektrofizjologiczne ujawniły polineuropatię czuciowo-ruchową, a patologia nerwu a patologia nerwu strzałkowego wykazała zmniejszoną gęstość mielinizowanych włókien ze zwyrodnieniem aksonalnym. aksonalną degeneracją. Pacjent miał łagodnie upośledzoną funkcję intelektualną z MRI mózgu i czuciowo-neuronalne upośledzenie słuchu z powtarzającymi się epizodami zawrotów głowy. epizodami zawrotów głowy. Wyniki te sugerują, że choroba Kanzaki może rozwijać powikłania neurologiczne w OUN i obwodowym układzie nerwowym. --- Choroba Schindlera i choroba Kanzakiego są spowodowane niedoborem enzymu lizosomalnego, alfa-N-acetylogalaktozaminidazy (E enzymu lizosomalnego, alfa-N-acetylogalaktozoaminidazy (E.C.3.2.1.49). Dwoje niemieckich dzieci zostało po raz pierwszy w 1987 r., a dwoje holenderskich dzieci zostało niedawno zgłoszonych w 1993 r. 1993. Dzieci te były bardzo podobne klinicznie i charakteryzowały się dystrofią neuroaksonalną o początku w wieku dziecięcym. Choroba ta (typ 1) została nazwana Choroba Schindlera. Z drugiej strony, dorosły pacjent z obfitym z obfitym angiokeratoma corporis diffusum, ale minimalnym zaangażowaniem w układ nerwowy. w 1987 roku z Japonii. Choroba ta (typ 2) została nazwana chorobą Kanzaki (katalog Mckusick nr 104170). Analizy molekularne tych chorób ujawniły po jednej mutację punktową w genie kodującym. Przeprowadzono badania kliniczne, ultrastrukturalne i opisano badania kliniczne, ultrastrukturalne i molekularne tych chorób.
Czy choroba Kanzaki jest związana z niedoborem alfa-N-acetylogalaktozoaminidazy?
Tak, chorobę Kanzaki można przypisać niedoborowi alfa-N-acetylogalaktozoaminidazy, która hydrolizuje GalNAcalpha1-O-Ser/Thr.