GALC

**Galaktozilkeramidaza** je enzim koji je kod ljudi kodiran genom **GALC**. Galaktozilceramidaza je enzim koji uklanja galaktozu iz derivata keramida (galaktozilkeramid).

Galaktozilkeramidaza (EC 3.2.1.46) je lizosomski enzim koji učestvuje u katabolizmu galaktozilkeramida, glavnog lipida u mijelinu, bubrezima i epitelnim ćelijama tankog i debelog crijeva (Chen et al., 1993). Izotopnom hibridizacijom *in situ*, Cannizzaro et al. (1994) mapirali su gen GALC na hromosomu 14, pozicija14q31. Luzi et al. (1995) utvrdili su da ljudski GALC gen sadrži 17 egzona u rasponu od oko 60 kb genomske DNK. GALC ima promotorsku regiju bogatu G–C, sličnu genima drugih lizosomskih proteina.

Galaktozilkeramidaza je lizosomski protein koji hidrolizira galaktozne estrske veze galaktozilkeramida, galaktozilsfingozina, laktosilkeramida i monogalaktosildidglicerida.

1020304050
MAEWLLSASWQRRAKAMTAAAGSAGRAAVPLLLCALLAPGGAYVLDDSDG
LGREFDGIGAVSGGGATSRLLVNYPEPYRSQILDYLFKPNFGASLHILKV
EIGGDGQTTDGTEPSHMHYALDENYFRGYEWWLMKEAKKRNPNITLIGLP
WSFPGWLGKGFDWPYVNLQLTAYYVVTWIVGAKRYHDLDIDYIGIWNERS
YNANYIKILRKMLNYQGLQRVKIIASDNLWESISASMLLDAELFKVVDVI
GAHYPGTHSAKDAKLTGKKLWSSEDFSTLNSDMGAGCWGRILNQNYINGY
MTSTIAWNLVASYYEQLPYGRCGLMTAQEPWSGHYVVESPVWVSAHTTQF
TQPGWYYLKTVGHLEKGGSYVALTDGLGNLTIIIETMSHKHSKCIRPFLP
YFNVSQQFATFVLKGSFSEIPELQVWYTKLGKTSERFLFKQLDSLWLLDS
DGSFTLSLHEDELFTLTTLTTGRKGSYPLPPKSQPFPSTYKDDFNVDYPF
FSEAPNFADQTGVFEYFTNIEDPGEHHFTLRQVLNQRPITWAADASNTIS
IIGDYNWTNLTIKCDVYIETPDTGGVFIAGRVNKGGILIRSARGIFFWIF
ANGSYRVTGDLAGWIIYALGRVEVTAKKWYTLTLTIKGHFTSGMLNDKSL
WTDIPVNFPKNGWAAIGTHSFEFAQFDNFLVEATR

:Simboli

**C**:  Cistein 
**D**: Asparaginska kiselina 
**E**: Glutaminska kiselina 
**F**:  Fenilalanin 
**G**:  Glicin 
**H**:  Histidin 
**I**:  Izoleucin 
**K**: Lizin 
**L**: Leucin 
**M**:  Metionin 
**N**:  Asparagin 
**P**:  Prolin 
**Q**:  Glutamin 
**R**:  Arginin 
**S**:  Serin 
**T**:  Treonin 
**V**:  Valin 
**W**:  Triptofan 
**Y**:  Tirozin

## Kloniranje i ekspresija
Chen ET AL. (1993) klonirali su LLJUSKUnu GALC cDNK skriningom ljudskih biblioteka sjemenika i biblioteka cDNK ljudskog mozga, degeneriranim prajmerom izvedenim iz GALC fragmenta, koji je prethodno izoliran iz ljudskog urina i mozga (Chen i Wenger, 1993). Dobijena su dva klona koji se preklapaju i koji sadrže celokupno područje kodiranja proteina. Otvoreni okvir čitanja kodira 669 aminokiselina, što predstavlja protein s molekulskom masom od približno 73 kD.

Sakai et al. (1994) prečistili su galaktokerebrozidazu iz ljudskih limfocita i klonirali odgovarajuću cDNK. cDNK kodira jednolančani peptid sa N-terminalnim signalnim peptidom sa 26 aminokiselina i šest potencijalnih mjesta glikozilacije povezanih sa asparaginom.

Victoria et al (1996) klonirali su psećju GALC cDNK i pokazali da je izvedena aminokiselinska sekvenca oko 90% identična onoj ljudskog proteina.
Luzi et al. (1997) opisali su kloniranje GALC cDNK i gena iz rezus-majmuna. Organizacija gena bila je gotovo identična onoj ljudskog gena, a izvedena aminokiselinska sekvenca majmuna GALC bila je oko 97%, 87% i 83% identična onoj kod ljudi, pasa i miša.

Tappino et al. (2010) primetili su da inicijacija translacije na alternativnim ATG kodonima u GALC-u dovodi do proteinskih prekursora sa vodećim sekvencama od 42 ostatka i 26 ostataka. Oba prekursora prerađuju se u zreli enzim sa 669 ostataka.

## Funkcija gena
Kombinacijom genetičke perturbacije sfingolipidnog metabolizma sa kvantifikacijom TLR signalnih koraka i lipidomije zasnovane na masenoj spektrometriji u ćelijama miša, Koberlin et al. (2015) otkrili su kružnu mrežu koreguliranih sfingolipida i glicerofosfolipida. Kvantitativna lipidomija na fibroblastima kod pacijenata sa mutacijama GBA, GALC, ASAH1 ili LYST  otkrila je konzervirane kružne organizacije lipidne koregulacije među vrstama, tipovima ćelija i genetićkim perturbacijama. Funkcionalna anotacija precizno je predvidjela TLR-posredovane upalne odgovore, u smislu promjena u bogatstvu i tipovima lipida u ćelijama pacijenta.

## Molekulska genetika
Sakai et al. (1994) identificirali su homozigotnost za besmislenu mutaciju  kod pacijenta s tipskom Krabbeovom bolešću.
Rafi et al. (1995) analizirali su GALC gen kod dva pacijenta s dječjom Krabbeovom bolešću i identificirali homozigotnost za deleciju od 30 kb za koju je utvrđeno da je povezana s translokacijom 502C-T na isti alel, kojeg su označili kao '502/del' . Utvrđeno je da je translokacija genetički polimorfizam. Ekspresija mutacije 502/del u ćelijama COS-1 nije rezultirala mjerljivom GALC aktivnošću iznad one u pseudotransficiranim ćelijama. Proučavali su dodatnih 46 pacijenata s dječjom Krabbeovom bolešću i identificirali osam koji su bili homozigoti  i pet koji su bili heterozigoti za alel 502/del i drugi mutirani alel, od kojih potonji uključuje tri misens mutacije i jednu inserciju jednostrukog nukleotida, što još nije potvrđeno studijama ekspresije. Autori su primijetili da 11 pacijenata nije imalo polimorfizam 502, ali da nije pronađen nijedan pacijent s delecijom koji nije nosio polimorfizam 502.

De Gasperi et al. (1996) analizirali su gen za galaktokerebrosidazu u devet porodica sa globoidnom leukoencefalopatijom (GLD) s kasnim početkom i kod jednog pacijenta s klasičnom Krabbeovom bolešću. Izvijestili su da su pet pacijenata bili složeni heterozigoti za deleciju od 30 kb, koje su prvi prijavili Rafi et al. (1995) i još jedna mutacija gena GALC. Identificirali su šest misens mutacija: R63H, G95S, M101L, G268S, Y298C i I234T. Također su identificirali nonsens mutaciju (S7X), mutaciju delecije 1 bp (805delG), mutaciju koja ometa preradu introna 1 i inserciju 34 nukleotida u RNK, uzrokovano aberantnom preradom introna 6. Većinom su identificirane kao nove privatne porodične mutacije. U neredu, De Gasperi i sur. Izjavili su da gubitak restrikcijskog mjesta u egzonu 8 gena GALC u porodicama 2 i 3 sa GLD nije posljedica supstitucije 805delG, već tranzicije 809G-A ,što je rezultiralo misens mutacijom G270D; supstitucija 805delG identifikovana kod jednog člana porodice 2, dovela je do gubitka istog restrikcijskog mjesta, ali značaj promjene bio je neizvjestan.

U dvije različite srodničke zajednice u Izraelu s Krabbeovom bolešću, Rafi et al. (1996) identificirali su dvije različite mutacije osnivača za gen GALC: 1 u muslimanskoj arapskoj populaciji i jedan u populaciji Druza.
U četiri japanska pacijenta s Krabbeovom bolešću odraslih, Furuya et al. (1997) identificirali su četiri nove mutacije u genu GALC.

Xu et al. (2006) istraživali su mutacije gena GALC kod 17 nepovezanih japanskih pacijenata s Krabbeovom bolešću i pregledali mutacije prethodno prijavljene kod 11 japanskih pacijenata. Autori su otkrili da 12del3ins i I66M + I289V, koji su do danas bili identificirani samo kod japanskih osoba, čine 37% mutiranih alela; sa dvije dodatne mutacije, G270D i T652P, one su činile do 57% mutacija kod japanskih pacijenata. Uočili su tendenciju da mutacije I66M + I289V, G270D i L618S budu povezane s blagim fenotipom.

Među 30 nepovezanih talijanskih pacijenata s Krabbeovom bolešću, Tappino et al. (2010) identificirali su 33 različite mutacije u genu GALC, uključujući 14 novih mutacija. Novih 15 mutacija uključivalo je četiri misens mutacije u visoko konzerviranim ostacima, sedam mutacija pojeranja okvira, tri nonsens mutacije i jednu mutaciju mjesta prerade. Stoga se očekivalo da 73% novoopisanih mutacija utiče na preradu iRNK. Analiza *in silico* predvidjela je da su misens mutacije imale veliku vjerovatnoću da budu štetne. Uobičajena delecija od 30 kb  činila je 18% mutiranih alela, a četiri pacijenta imala su mutaciju zbog efekta osnivača . Inače, većina mutacija bila je privatna. Nije bilo jasnih korelacija genotip – fenotip, ali neke misense mutacije povezane su s blažim fenotipovima.
Victoria et al. (1996) je utvrdili su da je mutacija genskog GALC-a kod pasa transverzija A do C na cDNK  poziciji  473 (Y158S).
Luzi et al. (1997) otkrili su da je mutacija koja je uzrokovala GLD u rezus mkska bila delecija AC koja odgovara položajima cDNK 387 i 388 u egzonu 4. To je rezultiralo pomicanjem okvira i stop kodonom nakon 46 nukleotida. Koristeći inženjerski osmišljeni  i antisens prajmer iz introna 4, razvili su brzi metod za otkrivanje GALC mutacije. Kada je testirano 45 majmuna iz jedne kolonije, utvrđeno je da su 22 nositelji. Dostupnost ovog neljudskog modela primata GLD pruža jedinstvene mogućnosti za procjenu liječenja ove teške bolesti.

## Reference
## Dopunska literatura
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*

## Vanjski linkovi
* GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Krabbe disease
* OMIM entries on Krabbe disease
* 
* PDBe-KB provides an overview of all the structure information available in the PDB for Mlouse Galactocerebrosidase

Kategorija:EC 3.2.1
Kategorija:Geni na hromosomu 14
Kategorija:Ljudski proteini
Kategorija:Proteomika