Gamma-glutamyltranspeptidase

Définition

L'enzyme gamma-glutamyltranspeptidase (GGT, gamma-GT, γ-glutamyltransférase) est présente de manière omniprésente dans toutes les formes de vie et joue divers rôles dans divers organismes. Les GGT bactériennes ont un potentiel comme biocatalyseur industriel pertinent pour le virage actuel vers la chimie verte.

Les eucaryotes supérieurs utilisent principalement la GGT pour la dégradation du glutathion, et les GGT des mammifères ont également des implications dans de nombreux troubles physiologiques. Les GGT de procaryotes unicellulaires remplissent différentes fonctions physiologiques chez les bactéries Gram-positives et Gram-négatives.

Les gamma-glutamyltranspeptidases bactériennes :

Vue schématique de l'organisation et de la maturation en deux étapes des gamma-glutamyltranspeptidases bactériennes (GGT); le site de clivage représente le site d'autotraitement. T = thréonine conservée; X = résidu précédant la thréonine conservée; N = N-terminal; C = C-terminal.

Explications

La gamma-glutamyltranspeptidase (gamma-GT) est une enzyme présente dans tout le corps, mais surtout dans le foie. Un taux sanguin élevé de gamma-GT peut être le signe d'un problème au niveau du foie ou des voies biliaires (qui transportent la bile du foie vers les intestins pour aider à digérer les aliments). Si le foie est blessé ou irrité ou si les voies biliaires sont bloquées, l'enzyme peut s'échapper des cellules et provoquer des niveaux plus élevés dans le sang.

La gamma-glutamyltranspeptidase catalyse le transfert de la fraction gamma-glutamyle du glutathion vers un accepteur qui peut être un acide aminé, un peptide ou de l'eau (formant du glutamate). La GGT joue un rôle clé dans le cycle gamma-glutamyle, une voie de synthèse et de dégradation du glutathion et de détoxification des médicaments et des xénobiotiques.

Seule l'isoforme de la GGT présente dans le foie est détectée dans le sérum.

Valeurs (taux) de gamma-GT

Une consommation quotidienne comprise entre 80 et 200 g d'éthanol, pendant plusieurs semaines, est nécessaire pour une augmentation de l'activité gamma-GT (mesurée dans le sérum). La demi-vie de la gamma-GT est comprise entre 14 et 26 jours. Des valeurs normales de gamma-GT sont rapportées dans les 2 à 5 semaines suivant l'arrêt de la consommation d'alcool.

Une gamma-GT élevée peut être causée par une consommation excessive d'alcool, mais s'observe également en cas de lésions hépatiques dues à une cholestase, à des lésions pancréatiques ou rénales, à l'obésité, etc.

Les limites de référence supérieures de 36 et 61 U/L pour les femmes et les hommes, respectivement, sont avec des valeurs de sensibilité et de spécificité de 30 à 60 % et de 65 à 95 %, respectivement

Types

La physiologie des gamma-glutamyltranspeptidases bactériennes catégorise les GGT de bactéries Gram-négatives comme Escherichia coli comme dégradeurs de glutathion et d'espèces pathogènes comme Helicobacter pylori comme facteurs de virulence.

Cependant, les bacilles à Gram positif sont considérés séparément comme des dégradeurs de l'acide poly-γ-glutamique (PGA).

La relation structure-fonction de la GGT se concentre principalement sur la cristallisation des GGT bactériennes ainsi que sur la caractérisation fonctionnelle des régions conservées par mutagenèse dirigée qui dévoile les aspects moléculaires de l'autotraitement et de la catalyse. Seules quelques structures cristallines ont été déchiffrées jusqu'à présent.

En outre, différents rapports sur l'expression hétérologue de GGT bactériennes dans E. coli et Bacillus subtilis en tant qu'hôtes ont été présentés indiquant le manque d'études de fermentation pour une production à grande échelle. Les propriétés physicochimiques des GGT bactériennes ont également été décrites sur diverses applications des GGT bactériennes dans différents secteurs biotechnologiques.

Domaine

L'enzyme γ-glutamyltranspeptidase (GGT; E.C.2.3.3.2) est conservée dans les trois domaines de la vie, allant des procaryotes unicellulaires aux eucaryotes supérieurs multicellulaires. Il appartient à la superfamille des hydrolases nucléophiles N-terminales et existe sous forme d'hétérodimère d'une grande et d'une petite sous-unité.

Il s'agit d'une enzyme à deux substrats catalysant le transfert de la fraction γ-glutamyle des substrats donneurs, tels que le glutathion/glutamine, à un substrat accepteur, qui peut être de l'eau (hydrolyse) ou d'autres acides aminés/petits peptides (transpeptidation) ou le donneur lui-même (autotranspeptidation).

La GGT est communément appelée par son ancien nom de "gamma-glutamyltranspeptidase"; cependant, selon le comité de nomenclature de l'Union internationale de biochimie et de biologie moléculaire, son nom accepté est γ-glutamyltransférase.

✅ Chez les procaryotes et les eucaryotes, il s'agit d'une enzyme constituée de deux chaînes polypeptidiques, une sous-unité lourde et une sous-unité légère, traitées à partir d'un précurseur à chaîne unique par un clivage autocatalytique. Le site actif de GGT est connu pour être situé dans la sous-unité légère. Les séquences de GGT de mammifère et de bactérie montrent un certain nombre de régions de haute similarité.

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