Kofaktorius karboksilinimo reakcijose
Vitaminas K vaidina svarbų kofaktoriaus vaidmenį konvertuojant krešėjimą baltymai į jų krešėjimo formas. Šiame procese vitaminas K dalyvauja karboksilinimo reakcijoje, įvedant karboksilo grupę į organinių junginių specifinius glutamo rūgšties likučius nuo vitamino K baltymai susidaryti gama-karboksiglutamino rūgšties (Gla) liekanoms. Taip pat reikalingas fermentas karboksilazė, reikalinga šiai reakcijai vitaminas K-priklausomas. Dėl vitamino K priklausomų baltymų glutamilo liekanų karboksilinimo susidaro:
- Hemostazės (hemostazės) baltymai - kraujo krešėjimo faktorius II (protrombinas), VII (prokonvertinas), IX (kalėdinis faktorius) ir X (Stuarto faktorius), taip pat plazmos baltymai C ir S
- Kaulų apykaitos baltymai - atitinkamai osteokalcinas ir kaulų Gla baltymai (BGP), matricos Gla baltymai (MGP), taip pat baltymas S
- Augimo reguliavimas baltymai - Konkretus augimo sulaikymas genas 6 (dujos6).
- Nežinomos funkcijos baltymai - manoma, kad daug baltymų turintis baltymų baltymas 1 (RGP1) ir 2 (RGP2) bei baltymas Z - RGP1 ir RGP2 vaidina svarbų vaidmenį perduodant ląsteles.
Be to, sintetinami mažiau gerai apibūdinami baltymai inkstas (nefrokalcinas), blužnis, kasa, plaučių ir kiti audiniai. Daugiausia krešėjimo baltymų funkcija ir osteokalcinas buvo išaiškinta. Fiziologinė kitų reikšmė kalcissurišantys baltymai vis dar nėra žinomi.
Hemostazės-kraujo krešėjimo faktoriaus II, VII, IX ir X baltymai
II, VII, IX ir X krešėjimo faktoriai, susidarantys karboksilinant nuo vitamino K, taip pat plazmos baltymai C ir S, yra nepaprastai svarbūs normalaus proceso metu. kraujas krešėjimas. Todėl vitaminą K galima apibūdinti kaip krešėjimo vitaminą, turintį antihemoraginį (kraujavimą slopinantį) poveikį. Be to, kraujas krešėjimo baltymai daro įtaką kaulų apykaitai. Nuo vitamino K priklausomi VIIa ir X faktoriai kraujas krešėjimas skatina sintezę cisteinas- turtingas baltymas 61 (hCYR61) ir jungiamasis audinys augimo faktorius (CTGF). HCYR61 ir CTGF yra tarpląstelinės matricos komponentai, būtini augimui ir angiogenezei (nauji kraujagyslė formavimasis), taigi ir kaulų vystymuisi, taip pat taisymo ir pertvarkymo fazėse.
Kaulų apykaitos baltymai - osteokalcinas (BGP)
osteokalcino, susidaręs karboksilinant osteoblastuose, yra ypač svarbus. Tai yra kaulinio audinio tarpląstelinės matricos (ECM) komponentas ir sudaro 2% viso baltymo kiekio kauluose. Kadangi buvo nustatyta, kad padidėjus kaulo baltymų lygiui padidėjus kaulų pertvarkymui ir taisymui, osteokalcinas yra būtinas kaulų formavimuisi.
Regeneracinis vitamino K ciklas baltymų karboksilinimo procese
Nors neveiksmingi krešėjimo baltymų akarboksi pirmtakai, anksčiau buvę PIVKA (baltymas, kurį sukelia vitamino K nebuvimas arba antagonistas), paverčiami biologiškai aktyviomis formomis, veikiant nuo vitamino K priklausomai karboksilazei, konvertuojant vitaminą KH2 (hidroksilintą vitaminą K) į vitaminą. Atsiranda K-2,3-epoksido. Kad vėl būtų galima koaguliacijos pirmtakus karboksilinti, vitaminas K turi būti regeneruotas. Šiuo tikslu karboksilazė dabar veikia kaip vitamino K epoksidazė. Galiausiai, epoksido reduktazė paverčia vitaminą K-2,3-epoksidą atgal į natūralų vitaminą K (chinoną). Paskutinį vitamino K regeneracijos ciklo etapą atlieka vitamino K reduktazė. Dėl to vietinis vitaminas K redukuojamas į hidroksilintą vitaminą K (vitaminas KH2). Kad visas karboksilinimo procesas vyktų optimaliai prie endoplazminio tinklo membranos, vitaminas K-2,3-epoksidas turi būti nuolat regeneruojamas iki vitamino KH2. Kai karboksilinimo procesas bus baigtas, baltymai pernešami į ląstelės endoplazminį tinklą (struktūriškai turtingą ląstelės organelę su ertmių kanalų sistema, apsupta membranų) ir vėliau išskiriama.
Karboksilinimo reakcijos vietos
Nuo vitamino K priklausomų baltymų karboksilinimas yra būtinas jų atitinkamoms baltymų funkcijoms. Tai vyksta kepenys viena vertus, ir kaulų osteoblastuose. Tačiau baltymus kituose audiniuose taip pat gali karboksilinti vitamino K priklausoma karboksilazė. Pavyzdžiui, protrombinas sintetinamas raumenų audinyje.
Nebaigtas karboksilinimas
Nepilnai karboksilintų baltymų gali atsirasti, pavyzdžiui, dėl sumažėjusio vitamino K pasisavinimo arba gydant vitamino K antagonistais, tokiais kaip kumarinas arba varfarinas. Mažo karboksilinimo atveju (karboksilinant „UC“) baltymų negalima išskirti endoplazminiu tinklu - atitinkamai jie kaupiasi labiau. Nepakankamas kraujo krešėjimą veikiančių baltymų karboksilinimas galiausiai slopina krešėjimo kaskadą ir padidina kraujavimo polinkis (hemoraginė diatezė). Jei ypač kaulų Gla baltymai (BGP, MGP) yra mažiau karboksilinami, padidėjęs kalcis o hidroksiprolinas per šlapimą gali sukelti kaulų mineralizacijos sutrikimus, taip pat apsigimimus vystymosi ir suaugusiųjų amžiuje. MGP yra vienas iš svarbiausių baltymų, slopinantis audinių kalkėjimą. Todėl MGP trūkumai gali vadovauti į padidėjusį kalkėjimą laivai ir kaulai ir taip skatinti dviejų plačiai paplitusių ligų aterosklerozės (arterijų sukietėjimo) ir osteoporozė (kaulų netekimas). Remiantis tyrimais, buvo pastebėtas mažas baltymų karboksilinimas osteoporozė pacientai.
