Fyziologická a patofyziologická role GCPII v organismu

Abstract

Glutamate carboxypeptidase II (GCPII) is a metalloprotease responsible for cleaving the neurotransmitter N-acetyl-aspartyl-glutamate in the central nervous system to N-acetyl aspartate and glutamate. At the same time, in the human small intestine, it facilitates folate absorption by cleaving γ-linked glutamate from folyl-poly-γ-glutamate. In humans, GCPII is also expressed in a number of other organs (e.g., kidney and prostate) and tumors, where its physiological function is unknown. In an attempt to characterize the physiological function of the enzyme, we first characterized the commercially available monoclonal antibodies against GCPII. Further, we developed a fully synthetic replacement based on a hydrophilic polymer with bound GCPII inhibitors. We evaluated the suitability of using a murine biomodel to study GCPII function in vivo. We found the difference in GCPII expression profile in mouse and human. We did not observe GCPII in either the mouse prostate or small intestine. To assess physiological and pathophysiological functions of the enzyme we analyzed a GCPII-deficient mouse model. Apart from the observation of enlarged seminal vesicles in older males, we did not detect any other obvious phenotype. Similarly, we confirmed that GCPII cannot cleave amyloid peptides (Aβ1-40 and Aβ1-42)....

Glutamátkarboxypeptidasa II (GCPII) je metaloproteáza zodpovědná za štěpení neurotransmiteru N-acetyl-aspartyl-glutamátu v centrálním nervovém systému na N-acetyl-aspartát a glutamát. Současně v lidském tenkém střevě napomáhá vstřebávání folátů pomocí odštěpování γ-vázaných glutamátů z folyl-poly-γ-glutamátu. GCPII je u člověka exprimována i v řadě dalších orgánů (např. ledviny a prostata) a nádorech, kde však její fyziologická funkce není známa. Při komplexním studiu role tohoto enzymu v savčím organismu jsme nejprve charakterizovali komerčně dostupné monoklonální protilátky proti GCPII. Dále jsme vyvinuli jejich plně syntetickou náhradu založenou na hydrofilním polymeru s navázanými GCPII inhibitory. Poté jsme zhodnotili vhodnost užití myšího biomodelu pro studium funkce GCPII in vivo, kdy jsme zachytili rozdíl v expresním profilu GCPII v myši a člověku. U myši ani v prostatě, ani v tenkém střevě jsme GCPII nepozorovali. Pro zhodnocení fyziologické a patofyziologické funkce enzymu jsme analyzovali myší GCPII-deficientní model. Kromě pozorování zvětšených semenných váčků u starších samců jsme nezjistili žádný další zjevný fenotyp. Obdobně jsme vyvrátili i schopnost GCPII štěpit amyloidní peptidy (Aβ1-40 a Aβ1-42). Ukazuje se tak, že chybějící aktivita GCPII v organismu nemá žádné evidentní...