Metakromatik lökodistrofi: Üç arilsülfataz A mutasyonunun (p. 307Glu-Lys, p. 318 Trp-Cys ve c.1165G delesyonu) arilsülfataz A aktivitesi ve arilsülfataz A proteini üzerine etkisinin tanımlanması
: Characterization of the effect of three arylsulfatase a mutations (p. 307Glu-Lys, p. 318Trp-Cys, c.1165G deletion) on arylsulfatase a activity and arylsulfatase a protein
Yazar: ADEM ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. HATİCE ASUMAN ÖZKARA
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2013
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Arilsülfataz = Arylsulfatases ; Enzimler = Enzymes ; Hücre kültürü = Cell culture ; Lökodistrofi-metakromatik = Leukodystrophy-metachromatic ; Mutagenez = Mutagenesis ; Mutasyon = Mutation ; Sfingolipidler = Sphingolipids ; Transfeksiyon = Transfection ; Türk toplumu = Turkish society

Özet:
Metakromatik lökodistrofi (MLD) lizozomal enzim Arilsülfataz A (ASA) veya aktivatör proteininin eksikliği sonucu oluşan, otozomal resesif geçişli bir sfingolipit depo hastalığıdır. Bu çalışmada, ülkemizde geç bebeklik tipi MLD hastalığında daha önceki çalışmalarımızla tanımlanan iki ?missense? mutasyon (ekson 5?te c.919G?A, p.307Glu?Lys ve c.954G?T, p.318Trp?Cys) ve bir polimorfizm mutasyonu (ekson 7?de c.1172C?G, p.391Thr?Ser) plazmide takılı ASA cDNA?sı üzerinde oluşturuldu. DNA dizi analizi ile, WT-ASA cDNA?sı üzerinde c.919G?A ve c.954G?T mutasyonlarının, c.1172C?G polimorfizm mutasyonunu ile c.1165G delesyonunun oluşturulduğu gösterildi. Mutant ve normal ASA cDNA?sını taşıyan plazmid DNA, CHO hücrelerine geçici transfeksiyon ile aktarıldı. ASA proteini üretildi. Transfeksiyonun etkinliğini ölçmek için ASA cDNA?sı ile birlikte heksozaminidaz enzimi beta-altbirim geni cDNA?sını içeren plazmid, CHO hücrelerine transfekte edildi. Transfeksiyondan 48 saat sonra hücreler toplandı, homojenize edildi ve santrifüjlendi. Süpernatanda protein tayininin ardından ekspresse olan ASA ve heksozaminidaz B aktivitesi ölçüldü. p.307Glu?Lys ve p.318Trp?Cys mutasyonları ASA enziminin aktivitesini kontrole göre %100 oranında azalttı. Western blot ile 62 kDa büyüklüğündeki ASA proteini normal kontrol örneğinde, p.307Glu?Lys ve p.318Trp?Cys değişiminde saptandı, 1165G delesyon mutasyonunda saptanmadı. Bu da mutant proteinlerde p.307Glu?Lys ve p.318Trp?Cys değişimi sonucunda aktivite eksikliğine neden olan katlanma bozukluğu olduğunu düşündürdü. c.1165G delesyon mutasyonunun ise, proteinin yapısını önemli derecede değiştirdiği ve yıkımına neden olduğu sonucuna varıldı. İnaktif proteinin varolduğu p.307Glu?Lys ve p.318Trp?Cys değişimi şaperon tedavi uygulamasına aday olabilir. Bu çalışma ile, her iki mutasyonun ASA aktivitesini hastalardakine benzer şekilde tama yakın azalttığı ve hücrede mutant proteinlerin olduğu gösterilmiştir. p.307Glu?Lys ve p.318Trp?Cys mutasyonları, klinik seyri şiddetli olan geç infantil tip MLD hastalığına neden olmaktadır.

Abstract:
Metachromatic leukodystrophy (MLD) is an autosomal recessively inherited sphingolipid storage disease that occurs as a result of a lack of lysosomal enzyme Arylsulfatase A (ASA) or its activator protein. In this study, two missense mutations (c.919G?A, p.307Glu?Lys and c.954G?T, p.318Trp?Cys in exon 5) that were defined in our previous studies and a polymorphism mutation (c.1172C?G, p.391Thr?Ser in exon 7) were constructed on WT-ASA cDNA plasmid. It is shown by DNA sequence analysis that both c.919G?A and c.954G?T mutations as well as c.1165G deletion mutation were created with c.1172C?G polymorphism mutation on the WT-ASA cDNA. Plazmid DNA that was carrying mutant and normal ASA cDNA was transfered to CHO cells through transient transfection. ASA protein was produced by CHO cells. To measure the efficiency of the transfection, ASA cDNA together with hexosaminidase enzyme beta-altbirim subunit gene were cotransfected to the CHO cells. 48 hours after transfection, cells were collected, homogenized and centrifuged. After protein measurement in supernatant, ASA and hexosaminidase activity were measured. p.307Glu?Lys and p.318Trp?Cys mutations decreased ASA enzyme activity 100% compared to the control. 62 kDa sized ASA protein were detected in normal control sample, in p.307Glu?Lys mutation, and in p.318Trp?Cys mutation, and was not detected in c.1165G deletion mutation by Western blotting. This led to the thought that there is incomplet folding in mutant proteins which leads to lack of activity and that the c.1165G deletion mutation makes an important structural change that causes protein degradation. p.307Glu?Lys change in which there is an inactive protein may be a candidate for chaperone treatment. With this study, it is shown that both mutations reduce ASA activity almost completely similar to how it is in patients, and there are mutant proteins in the cell. p.307Glu?Lys and p.318Trp?Cys mutations cause late infantile form of MLD disease that has a severe clinical penotype.