β-N-acetylhexosaminidase from the fungus Aspergillus oryzae is a secreted extracellular enzyme that cleaves chitobiose into constituent monosaccharides. It belongs to the GH 20 glycoside hydrolase family and consists of two N-glycosylated catalytic cores noncovalently associated with two 10-kDa O-glycosylated propeptides. We used X-ray diffraction and mass spectrometry to determine the structure of A. oryzae β-N-acetylhexosaminidase isolated from its natural source. The three-dimensional structure determined and refined to a resolution of 2.3 Å revealed that this enzyme is active as a uniquely tight dimeric assembly further stabilized by N- and O-glycosylation. The propeptide from one subunit forms extensive noncovalent interactions with the catalytic core of the second subunit in the dimer, and this chain swap suggests the distinctive structural mechanism of the enzyme's activation. Unique structural features of β-N-acetylhexosaminidase from A. oryzae define a very stable and robust framework suitable for biotechnological applications. The crystal structure reported here provides structural insights into the enzyme architecture as well as the detailed configuration of the active site. These insights can be applied to rational enzyme engineering. DATABASE: Structural data are available in the PDB database under the accession number 5OAR. ENZYME: β-N-acetylhexosaminidase (EC 3.2.1.52).

• MeSH
• Aspergillus oryzae enzymologie   MeSH
• beta-N-acetylhexosaminidasy chemie   metabolismus   MeSH
• dimerizace MeSH
• fungální proteiny chemie   metabolismus   MeSH
• G(M2) aktivátorový protein chemie   metabolismus   MeSH
• G(M2) gangliosid chemie   metabolismus   MeSH
• glykosylace MeSH
• interakční proteinové domény a motivy MeSH
• katalytická doména MeSH
• konzervovaná sekvence MeSH
• krystalografie rentgenová MeSH
• ligandy MeSH
• molekulární modely * MeSH
• posttranslační úpravy proteinů MeSH
• prekurzory enzymů chemie   metabolismus   MeSH
• sekvence aminokyselin MeSH
• sekvenční seřazení MeSH
• stabilita proteinů MeSH
• strukturní homologie proteinů MeSH
• substrátová specifita MeSH
• vazebná místa MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

Sandhoffova nemoc (SN) je fatální, autozomálně recesivní porucha lysozomálního katabolizmu. Mutace HEXB genu způsobují akumulaci GM2 gangliosidu, která vede k postižení neuronů a SD. Tak jak dochází k akumulaci gangliosidů v bazálních gangliích a rozvoji abnormit bílé hmoty, jsou na magnetické rezonanci v bazálních gangliích, obzvláště thalamických, patrné T2 hypointenzity. Toho je využíváno při diferenciální diagnostice. T2 hypointenzity bazálních ganglií mohou vzniknout na základě různých etiologií. V článku prezentujeme 18měsíčního pacienta, u kterého došlo k progresivnímu zhoršování motorických funkcí, záchvatům a na T2 váženém MRI byly zjištěny bilaterální thalamické hypointenzity. Celoexomové sekvenování pacienta odhalilo homozygotní c.1538T>C; p.Leu513Pro (RefSeq. NM_000521, GRCh38) mutaci HEXB. Naše klinická zjištění jsou ve shodě se zjištěními popsanými u pacientů s mutací HEXB. Sekvenování exomu umožnilo vyloučení genetických onemocnění postihujících bazální ganglia.

Sandhoff disease (SD) is a fatal, autosomal reces­sive lysosomal storage disease. Mutations in HEXB gene cause neuronal damage and SD due to accumulation of GM2 ganglioside. As ganglioside accumulates in the basal ganglia and white matter abnormalities occur, the T2 hypointensities of the basal ganglia, especially those of the thalamus, become observable on the magnetic resonance imaging (MRI). This is what leads to differential diagnosis. T2 hypointensities of the basal ganglia may be due to heterogeneous etiologies. Herein, we present an 18-month-old male patient who had progressive decline of motor functions, seizures, and bilateral thalamic hypointensity on T2-weighted MRI. Whole exome sequencing of the patient revealed homozygous c.1538T>C; p.Leu513Pro (RefSeq. NM_000521, GRCh38) HEXB mutation. Of note, our clinical findings were similar to those seen in patients with HEXB mutation. Exome sequencing allowed us to exclude genetic disorders with basal ganglia involvement.

• MeSH
• bazální ganglia patologie   MeSH
• beta-N-acetylhexosaminidasy MeSH
• diferenciální diagnóza MeSH
• G(M2) gangliosid MeSH
• hexosaminidasa B * genetika   MeSH
• kojenec MeSH
• lidé MeSH
• magnetická rezonanční tomografie MeSH
• mutace MeSH
• Sandhoffova nemoc * diagnóza   genetika   patologie   MeSH
• thalamus * patologie   MeSH
• Check Tag
• kojenec MeSH
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• kazuistiky MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

Christianson syndrome (CS) is an X-linked neurodevelopmental and neurological disorder characterized in males by core symptoms that include non-verbal status, intellectual disability, epilepsy, truncal ataxia, postnatal microcephaly and hyperkinesis. CS is caused by mutations in the SLC9A6 gene, which encodes a multipass transmembrane sodium (potassium)-hydrogen exchanger 6 (NHE6) protein, functional in early recycling endosomes. The extent and variability of the CS phenotype in female heterozygotes, who presumably express the wild-type and mutant SLC9A6 alleles mosaically as a result of X-chromosome inactivation (XCI), have not yet been systematically characterized. Slc9a6 knockout mice (Slc9a6 KO) were generated by insertion of the bacterial lacZ/β-galactosidase (β-Gal) reporter into exon 6 of the X-linked gene. Mutant Slc9a6 KO male mice have been shown to develop late endosomal/lysosomal dysfunction associated with glycolipid accumulation in selected neuronal populations and patterned degeneration of Purkinje cells (PCs). In heterozygous female Slc9a6 KO mice, β-Gal serves as a transcriptional/XCI reporter and thus facilitates testing of effects of mosaic expression of the mutant allele on penetrance of the abnormal phenotype. Using β-Gal, we demonstrated mosaic expression of the mutant Slc9a6 allele and mosaically distributed lysosomal glycolipid accumulation and PC pathology in the brains of heterozygous Slc9a6 KO female mice. At the behavioral level, we showed that heterozygous female mice suffer from visuospatial memory and motor coordination deficits similar to but less severe than those observed in X-chromosome hemizygous mutant males. Our studies in heterozygous Slc9a6 KO female mice provide important clues for understanding the likely phenotypic range of Christianson syndrome among females heterozygous for SLC9A6 mutations and might improve diagnostic practice and genetic counseling by helping to characterize this presumably underappreciated patient/carrier group.

• MeSH
• alely MeSH
• ataxie genetika   MeSH
• chování zvířat MeSH
• epilepsie genetika   MeSH
• fenotyp MeSH
• G(M2) gangliosid imunologie   MeSH
• genetické nemoci vázané na chromozom X genetika   MeSH
• genotyp MeSH
• heterozygot MeSH
• kognitivní poruchy genetika   MeSH
• mentální retardace genetika   MeSH
• mikrocefalie genetika   MeSH
• modely nemocí na zvířatech MeSH
• mozaicismus * MeSH
• mutace MeSH
• myši knockoutované MeSH
• myši MeSH
• Na(+)-H(+) antiport genetika   fyziologie   MeSH
• poruchy hybnosti oka genetika   MeSH
• Purkyňovy buňky cytologie   MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• mužské pohlaví MeSH
• myši MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH
• Research Support, N.I.H., Extramural MeSH

Lysosomal storage disorders (LSD) are severe hereditary diseases caused by defect in the function of enzyme or noncatalytic protein due to mutation of the corresponding gene. Most of them are associated with a progressive neurodegeneration. Early diagnosis is of crucial importance for genetic counseling and prevention in families and in view of current and future therapeutic options. The project focuses primarily on the development of screening examinations in enzymology (dry blood spot analysis), in metabolomics/lipidomics (dry urine sample analysis) and on the molecular genetic analysis of GM1 and GM2 gangliosidoses and chitotriosidase deficiency. Advanced technology New Generation Sequencing (NGS) will be used for examination of 51 genes in screening study for neurodegenerative disorders with unclear etiology. Preparation of induced pluripotent cell lines (iPS) of LSD will provide a platform for research of the biology of these diseases and for testing therapeutic approaches.

Lysosomální střádavé choroby (LSD) jsou závažná dědičná onemocnění způsobená poruchou funkcí enzymových nebo nekatalytických proteinů v důsledku mutace v odpovídajícím genu. Většina z nich je spojena s progresivní neurodegenerací. Časná diagnostika zde má zásadní důležitost z hlediska genetického poradenství a prevence v rodinách a z hlediska současných i budoucích terapeutických možností. Projekt je zaměřen především na rozvoj screeningových vyšetření v enzymologii (analýza v suché krevní kapce), metabolomice/lipidomice (MS analýza v suchém vzorku moče), a na molekulárně genetické vyšetření GM1 a GM2 gangliosidos a deficitu chitotriosidasy. Pro screeningové vyšetření 51 genů u neurodegenerativních onemocnění s nejasnou etiologií bude využita moderní sekvenační technika New Generation Sequencing (NGS). Příprava indukovaných pluripotentních (iPS) buněčných modelů LSD poskytne další možnosti pro výzkum biologické podstaty těchto chorob i pro testování různých způsobů terapie.

• MeSH
• analýza moči metody   MeSH
• časná diagnóza MeSH
• diagnostické techniky molekulární MeSH
• G(M1) gangliosid analýza   MeSH
• G(M2) gangliosid analýza   MeSH
• genetické poradenství MeSH
• genetické testování MeSH
• hexosaminidasy analýza   MeSH
• hmotnostní spektrometrie MeSH
• indukované pluripotentní kmenové buňky MeSH
• lyzozomální střádavé nemoci v nervovém systému diagnóza   MeSH
• metabolomika MeSH
• test suché kapky krve MeSH

• Konspekt
• Patologie. Klinická medicína
• NLK Obory
• neurologie
• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu IGA MZ ČR

• MeSH
• antigeny povrchové MeSH
• G(M2) gangliosid terapeutické užití   MeSH
• kolorektální nádory imunologie   terapie   MeSH
• oligosacharidy terapeutické užití   MeSH
• protinádorové látky terapeutické užití   MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• zvířata MeSH

A point mutation within exon 5 of beta-hexosaminidase alpha chain gene was identified earlier in a Puerto Rican patient with GM2-gangliosidosis B1 variant (the DN-allele) [K. Ohno and K. Suzuki: J. Neurochem. 50:316-318, 1988]. Oligonucleotide probes designed to detect either the normal or the DN-allele showed that four additional patients carried the same mutation. These patients were of Italian, French, Spanish, and English/Italian/Hungarian origin. Three of them, as well as our original patient, were compound heterozygotes with positive signals for both the mutant and normal probes, while the Spanish patient was positive only for the DN-allele. A patient from Czechoslovakia was negative for the DN-allele. Thus, the specific mutation originally found in the Puerto Rican patient has a surprisingly wide geographic and ethnic distribution. This mutation can account for the B1 variant phenotype in five of the six B1 variant patients so far examined.

• MeSH
• alely MeSH
• beta-N-acetylhexosaminidasy genetika   MeSH
• DNA sondy MeSH
• exony MeSH
• G(M2) gangliosid genetika   MeSH
• gangliosidóza epidemiologie   etnologie   genetika   MeSH
• heterozygot MeSH
• hybridizace nukleových kyselin MeSH
• lidé MeSH
• mutace MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• Research Support, U.S. Gov't, P.H.S. MeSH
• Geografické názvy
• Československo MeSH
• Francie MeSH
• Itálie MeSH
• Maďarsko MeSH
• Německo MeSH
• Portoriko MeSH
• Španělsko MeSH
• Spojené státy americké MeSH