EC:3.2.1.52

ß-Hexosaminidase-A+B (G_M2 Gangliosidosis variant 0, Sandhoff)

Structure

Theorie:

Het enzym dat bij de ziekte van Sandhoff deficiënt is is een van de enzymen die een rol spelen in de afbraak van gangliosides. Gangliosides zijn moleculen die bestaan uit een ceramide-molecuul waaraan een aantal suikers zijn gekoppeld. Ze zijn vaak onderdeel van de membraan van dierlijke cellen en worden in de hoogste concentratie gevonden in het zenuwstelsel, vooral in de grijze stof. In lysosomen worden de suikers weer afgesplitst van de ceramide.

Ganglioside G_M2 is opgebouwd uit ceramide en vier suikermoleculen: een galactoses, een N-acetylgalactosamine, een glucose en een N-acetylneuraminate. ß-Hexosaminidase katalyseert de omzetting van ganglioside G_M2 in ganglioside G_M3 door de afsplitsing van N-acetylgalactosamine:

                                           ß-Hexosaminidase

GalNac---Gal---Glc---Ceramide ------------------------>>> Gal---Glc---Ceramide + GalNac

               |                                                              |

            NAN                                                        NAN

           ganglioside G_M2                                          ganglioside G_M3

Gal = galactose

GalNac = N-acetylgalactosamine

Glc = glucose

NAN = N-acetylneuraminate

Brenda

Al in 1936 was het bestaan van het lysosomale enzym N-acetyl-b-D-glucosaminidase (=b-hexosaminidase) bekend. In 1968 onderscheidden Robinson en Stirling bij hexosaminidase, afkomstig uit humane milt, twee iso-enzymen, namelijk een zure vorm, hexosaminidase A, en een basische vorm, hexosaminidase B. Beide enzymen zijn oligomeren, opgebouwd uit a- en b-subunits. Hexosaminidase A is opgebouwd uit zowel a- als b-subunits, hexosaminidase B bestaat alleen uit b-subunits. Naast deze twee isoenzymen bestaat er nog het G_M2 activator eiwit. Deze zijn alle drie noodzakelijk voor de afbraak van ganglioside G_M2.

Bij de ziekte van Sandhoff zijn de activiteiten van hexosaminidase A en B deficient, doordat de b-subunit van het enzym ontbreekt. Hierdoor ontstaat een stapeling van ganglioside G_M2, voornamelijk in de hersenen. Patiënten kunnen symptomen van uiteenlopende ernst hebben, waarbij twee types onderscheiden worden: type I, de infantiele vorm, en type II, een juvenile vorm. De klinische symptomen bestaan uit organomegaly, skeletafwijkingen en psychomotorische retardatie. De symptomen zijn bij type I ernstiger dan bij de minder voorkomende type II.

In weefsels van Sandhoff-patiënten is op een gegeven moment nog een derde iso-enzym ontdekt. Dit derde enzym, hexosaminidase S, bevat geringe katalytische aktiviteit en is een dimeer bestaande uit enkel a- subunits.

Omim

Principe van de enzymassay:

Het patiëntenmateriaal wordt geïncubeerd met het synthetische substraat 4methylumbelliferyl-2-acetamido-2-deoxy-b-D-glucopyranoside; door de werking van hexosaminidase A+B wordt 4methylumbelliferon (4MU) afgesplitst.

De hoeveelheid 4MU die zodoende vrijkomt is een maat voor de enzymaktiviteit en is fluorometrisch te bepalen.

SwissProt-A

SwissProt-B

Genecard-B

Genecard-A

Gene A

Gene B

Benodigd materiaal: leukocyten of fibroblasten.

Referenties:

• • Aanpassing op: Genetic Metabolic Diseases, Galjaard H., Elsevier/North Holland Biomedical Press, p825-826, ISBN 0-444-80143-X, 1980.
  • Hommes  FA (ed.), Techniques in Diagnostic Human Biochemical Genetics, 1991, USA, p. 222.
  • Stryer L, Biochemistry, 4th ed., 1995, USA, p. 690-691.
  • Gravel RA, Kaback MM, Proia RL, Sandhoff K, Suzuki K, Suzuki K. The Gm2 gangliosidoses. In:Scriver CR, Beaudet AL, Sly WS, Valle D, eds.The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease. 2001; 8 edtion: 3827-3877

PubMed