Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
G. F. Hoffmann, C. D. Langhans und A. Schulze

CDG

CDG
Englischer Begriff
carbohydrate-deficient glycoprotein syndrome; congenital disorders of glycosylation
Definition
CDG umfassen eine Gruppe von Stoffwechselerkrankungen, die durch genetische Defekte in der Synthese von Glykoproteinen oder Glykolipiden verursacht werden. Die biochemische Einteilung des CDG erfolgt in 2 Typen. Während Typ I alle Defekte bei der Bildung der Dolichol-gebundenen Oligosaccharideinheiten und ihres Transfers auf die verschiedenen Proteine oder Lipide umfasst, beinhaltet Typ II Prozessierungsdefekte der Glykanseitenketten. Bisher konnten über 100 verschiedene Defekte innerhalb der N- und O-Glykosylierungswege identifiziert, lokalisiert und beschrieben werden. Tab. 1 zeigt die am häufigsten detektierten CDG-Defekte mit Schwerpunkt auf der N-Glykosylierung.
Tab. 1
Übersicht über die am häufigsten detektierten CDG-Defekte. O-Mucintypglykosylierungsdefekte lassen sich im Serum mit Hilfe des Apolipoproteins CIII nachweisen. Für O-Mannosylierungsstörungen gibt es bislang keinen Serummarker, so dass Analysen anhand von Patientenzellen erfolgen müssen
Defekt
Alter Name
Betroffenes Protein
CDG Typ I/Typ II
Häufigkeit
CDG-Ia
Phosphomannomutase 2
Typ I
Ca. 60 %
CDG-Ib
Phosphomannose-Isomerase
Typ I
<5 %
GMPPA-CDG
GDP-mannose pyrophosphorylase subunit A
Nicht detektierbar
Sehr selten
GMPPB-CDG
GDP-mannose pyrophosphorylase subunit B
Nicht detektierbar (nur O-Mannosylierung)
Sehr selten
Phosphoglukomutase 1
Typ I bis Typ II
 
PGM3-CDG
Phosphoglukomutase 3
Nicht detektierbar
Sehr selten
DHDDS-CDG
Dehydrodolichyl diphosphate synthase
Typ I
Sehr selten
NgBR-CDG
Nogo-B receptor
Nicht detektierbar
Sehr selten
SRD5A3-CDG
CDG-Iq
Steroid 5-α-reductase type 3
Typ I
<5 %
DOLK1-CDG
CDG-Im
Dolicholkinase 1
Typ I
<5 %
MPDU1-CDG
CDG-If
Lec35/MPDU1 (utilization of dolichol-P-mannose and dolichol-P-glucose)
Typ I
Sehr selten
DPM1-CDG
CDG-Ie
Dolichol-P-mannose synthase-1
Typ I
(und O-Mannosylierung)
Sehr selten
DPM2-CDG
 
Dolichol-P-mannose synthase-2
Typ I
(und O-Mannosylierung)
Sehr selten
DPM3-CDG
CDG-Io
Dolichol-P-mannose synthase-3
Typ I
(und O-Mannosylierung)
Sehr selten
DPAGT1-CDG
CDG-Ij
UDP-GlcNAc:dolichol-phosphate-N-acetylglucosamine-1-phosphotransferase
Typ I
Sehr selten
ALG13-CDG
UDP-GlcNAc:dolichol pyrophosphate N-acetylglucosamine transferase
Typ I
Sehr selten
ALG14-CDG
UDP-GlcNAc:dolichol pyrophosphate N-acetylglucosamine transferase
Nicht detektierbar
Sehr selten
ALG1-CDG
CDG-Ik
GDP-Man:GlcNAc2-PP-dolichol mannosyltransferase
Typ I
(und O-Mannosylierung)
Ca. 5–10 %
ALG2-CDG
CDG-Ii
GDP-mannose:Man1GlcNAc2-PP-dolichol mannosyltransferase
Typ I
Sehr selten
ALG11-CDG
CDG-Ip
GDP-Man:Man3-4GlcNAc2-PP-dolichol mannosyltransferase
Typ I
Sehr selten
RFT1-CDG
CDG-In
RFT1 protein
Typ I
Sehr selten
ALG3-CDG
CDG-Id
Dolichol-P-mannose:Man5GlcNAc2-PP-dolichol mannosyltransferase
Typ I
Sehr selten
ALG9-CDG
CDG-IL
Dolichol-P-mannose:α1,2-mannosyltransferase
Typ I
Sehr selten
ALG12-CDG
CDG-Ig
Dolichol-P-mannose:Man7GlcNAc2-PP-dolichol mannosyltransferase
Typ I
Sehr selten
CDG-Ic
Dolichol-P-glucose:Man9GlcNAc2-PP-dolichol glucosyltransferase
Typ I
Ca. 10 %
ALG8-CDG
CDG-Ih
Dolichol-P-glucose:Glc1Man9GlcNAc2-PP-dolichol-α1,3-glucosyltransferase
Typ I
Sehr selten
N33/TUSC3
Subunit N33/TUSC3 of the OST complex
Nicht detektierbar
Sehr selten
MAGT1
Magnesiumtransporter 1
Nicht detektierbar
Sehr selten
STT3A-CDG
Subunit STT3A of the OST complex
Typ I
Sehr selten
STT3B-CDG
Subunit STT3B of the OST complex
Typ I
Sehr selten
SSR4-CDG
Signal sequence receptor 4 protein of the TRAP complex
Typ I
Sehr selten
DDOST-CDG
Subunit DDOST of the OST complex
Typ II
Sehr selten
MOGS-CDG
CDG-IIb
Endoplasmic reticulum glucosidase I
Nicht detektierbar
Sehr selten
SLC35A2-CDG
Golgi UDP-galactose transporter
Typ II
Sehr selten
SLC35C1-CDG
CDG-IIc
Golgi GDP-fucose transporter
Nicht detektierbar
Sehr selten
MGAT2-CDG
CDG-IIa
Golgi N-acetyl-glucosaminyltransferase II
Typ II
Sehr selten
B4GALT1-CDG
CDG-IId
Golgi UDP-galactose:N-acetylglucosamine β-1,4-galactosyltransferase
Typ II
Sehr selten
MAN1B1-CDG
endoplasmic reticulum 1,2-α-mannosidase
Typ II
(und O-Mucintyp)
<5 %
SLC35A1-CDG
CDG-IIf
Golgi CMP-sialic acid transporter
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
ATP6V0A2-CDG
CDG-IIi
α-2 subunit of the V-type H+ ATPase
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
TMEM165-CDG
TMEM165 (TPARL) protein
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
COG1-CDG
CDG-IIg
Subunit 1 of the COG complex in Golgi trafficking
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
COG2-CDG
Subunit 2 of the COG complex in Golgi trafficking
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
COG4-CDG
CDG-IIj
Subunit 4 of the COG complex in Golgi trafficking
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
COG5-CDG
CDG-IIi
Subunit 5 of the COG complex in Golgi trafficking
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
COG6-CDG
CDG-IIL
Subunit 6 of the COG complex in Golgi trafficking
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
COG7-CDG
CDG-IIe
Subunit 7 of the COG complex in Golgi trafficking
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
COG8-CDG
CDG-IIh
Subunit 8 of the COG complex in Golgi trafficking
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
TMEM199
TMEM199 (TPARL) protein
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
ATP6AP1
AP1-Protein an der V0-Untereinheit der vacuolar H+ ATPase
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
ATP6V1E1
E1-Untereinheit der V1-Domäne des V-ATPase-Komplexes
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
ATP6V1A
A-Untereinheit der V1-Domäne des V-ATPase-Komplexes
Typ II
(und O-Mucintyp)
Sehr selten
Untersuchungsmaterial
Präanalytik
Die Primärdiagnose erfolgt durch Auftrennung der Transferrinisoformen mittels isoelektrischer Fokussierung (IEF; s. Isoelektrische Fokussierung) oder HPLC (Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie). Mit diesen Methoden lässt sich eine unvollständige Glykosylierung des Glykoproteins Transferrin gut darstellen. Weist das Glykosylierungsmuster des Transferrins erhöhte Di- und Asialotransferrinbanden bei gleichzeitiger Erniedrigung der Tetrasialotransferrinbande auf, liegt ein CDG Typ I (zumeist Defekt im Zytosol oder ER) vor. CDG Typ II (zumeist Defekte im Golgi) ist hingegen durch zusätzlich erhöhte Tri- und Monosialotransferrinbanden charakterisiert. Weiterführende Analysen zu O-Glykosylierungsstörungen (Mucintyp) können mit dem Serummarkerprotein Apolipoprotein CIII (ApoCIII) analog zum Transferrin durchgeführt werden.
Bewertung
IEF und HPLC sind sensitive Methoden zur Diagnostik von Glykosylierungsdefekten. Jedoch können auch sekundäre Glykosylierungsstörungen wie Galaktosämie, Fruktoseintoleranz oder Alkoholabusus (Alkoholmissbrauchskenngrößen) zu auffälligen Ergebnissen führen. Einige Defekte (z. B. GCS1-CDG, SLC35C1-CDG) lassen sich hingegen nicht mit diesen Methoden nachweisen.
Literatur
Freeze HH, Eklund EA, Ng BG, Patterson MC (2015) Neurological aspects of human glycosylation disorders. Annu Rev Neurosci 38:105–125CrossRefPubMedPubMedCentral
Sparks SE, Krasnewich DM (2017) Congenital disorders of N-linked glycosylation and multiple pathway overview. In: Pagon RA, Adam MP, Ardinger HH, Wallace SE, Amemiya A, Bean LJH, Bird TD, Ledbetter N, Mefford HC, Smith RJH, Stephens K (Hrsg) GeneReviews® [Internet]. University of Washington, Seattle