Cofactor en les reaccions de carboxilació
La vitamina K juga un paper essencial com a cofactor en la conversió de la coagulació proteïnes en les seves formes coagulants. En aquest procés, vitamina K participa en la reacció de carboxilació per introduir un grup carboxil en un compost orgànic de residus específics d’àcid glutàmic de vitamina K-dependent proteïnes per formar residus d’àcid gamma-carboxiglutàmic (Gla). L'enzim carboxilasa necessari per a aquesta reacció també ho és vitamina K-dependent. Com a resultat de la carboxilació dels residus glutamils de les proteïnes dependents de la vitamina K, la formació de:
- Proteïnes de l’hemostàsia (hemostàsia): factor de coagulació sanguínia II (protrombina), VII (proconvertina), IX (factor de Nadal) i X (factor de Stuart), així com proteïnes plasmàtiques C i S
- Proteïnes del metabolisme ossi: osteocalcina i proteïna Gla òssia (BGP), proteïna Gla de matriu (MGP), respectivament, així com proteïna S
- Regulació del creixement proteïnes - Detenció de creixement específica general 6 (Gas6).
- Proteïnes de funció desconeguda: es creu que la proteïna Gla rica en prolina 1 (RGP1) i 2 (RGP2) i la proteïna Z - RGP1 i RGP2 juguen un paper en la senyalització cel·lular.
A més, es sintetitzen proteïnes menys ben caracteritzades ronyó (nefrocalcina), melsa, pàncrees, pulmó i altres teixits. Principalment, la funció de les proteïnes de coagulació i osteocalcina s’ha dilucidat. La importància fisiològica dels altres calciLes proteïnes d’unió són encara desconegudes.
Proteïnes del factor II, VII, IX i X de la coagulació de la sang hemostàsica
Els factors de coagulació II, VII, IX i X, que es formen durant la carboxilació dependent de la vitamina K, així com les proteïnes plasmàtiques C i S, són extremadament importants en el procés normal sang coagulació. Per tant, la vitamina K es pot descriure com una vitamina de coagulació amb un efecte antihemorràgic (anti-sagnat). A més, el sang les proteïnes de coagulació influeixen en el metabolisme ossi. Els factors VIIa i X dependents de la vitamina K sang la coagulació estimula la síntesi de cisteïna-proteïna rica 61 (hCYR61) i teixit connectiu factor de creixement (CTGF). Com a components de la matriu extracel·lular, hCYR61 i CTGF són essencials per al creixement i l’angiogènesi (nova vas sanguini formació del teixit ossi i, per tant, per al desenvolupament ossi i en fases de reparació i remodelació.
Proteïnes del metabolisme ossi-osteocalcina (BGP)
Osteocalcina, format per carboxilació en osteoblasts, té una importància especial. És un component de la matriu extracel·lular (ECM) del teixit ossi i representa el 2% del contingut total de proteïnes de l’os. Com que s’ha detectat que la proteïna òssia augmenta en nivells durant la remodelació i reparació de l’os, osteocalcina és essencial per a la formació òssia.
Cicle regeneratiu de vitamina K en carboxilació de proteïnes
Tot i que els precursors ineficaços de l’acarboxi de les proteïnes de coagulació, antigament PIVKA (proteïna induïda per l’absència o antagonista de vitamina K), es converteixen a les seves formes biològicament actives per l’activitat de la carboxilasa dependent de la vitamina K, la conversió de la vitamina KH2 (vitamina K hidroxilada) a vitamina Es produeix K-2,3-epòxid. Per tornar a estar disponible per a la carboxilació dels precursors de la coagulació, s’ha de regenerar la vitamina K. Amb aquest propòsit, la carboxilasa funciona ara com una vitamina K epoxidasa. Finalment, l’epòxid reductasa converteix la vitamina K-2,3-epòxid de nou en vitamina K nativa (quinona). L’últim pas del cicle de regeneració de la vitamina K és realitzat per la vitamina K reductasa. Això es tradueix en la reducció de la vitamina K nativa a vitamina K hidroxilada (vitamina KH2). Perquè tot el procés de carboxilació es produeixi de manera òptima a la membrana del reticle endoplasmàtic, s’ha de regenerar contínuament la vitamina K-2,3-epòxid a vitamina KH2. Un cop finalitzat el procés de carboxilació, les proteïnes es transporten al reticle endoplasmàtic (orgànul cel·lular estructuralment ric amb un sistema de canals de cavitats envoltades de membranes) de la cèl·lula i posteriorment secretades.
Llocs de la reacció de carboxilació
La carboxilació de proteïnes dependents de la vitamina K és essencial per a les seves respectives funcions proteiques. Té lloc al fetge per una banda i en els osteoblasts de l’os, per altra banda, però, les proteïnes també es poden carboxilar en altres teixits mitjançant la carboxilasa dependent de la vitamina K. Per exemple, la protrombina es sintetitza en el teixit muscular.
Carboxilació incompleta
Es poden produir proteïnes carboxilades incompletes, per exemple, a causa de la disminució de la captació de vitamina K o durant el tractament amb antagonistes de la vitamina K, com ara la cumarina o warfarina. En el cas de baixa carboxilació (sota carboxilació "UC"), les proteïnes no poden ser secretades pel reticle endoplasmàtic; per tant, s'acumulen en major mesura. La subcarboxilació de les proteïnes actives de la coagulació condueix finalment a la inhibició de la cascada de coagulació i augmenta tendència sagnant (diàtesi hemorràgica). Si les proteïnes Gla de l’os (BGP, MGP) es redueixen en particular en la carboxilació, augmentarà l’excreció de calci i la hidroxiprolina per l'orina pot provocar alteracions en la mineralització de l'os, així com malformacions durant el desenvolupament i en l'edat adulta. El MGP és una de les proteïnes més importants amb un efecte inhibidor sobre la calcificació dels teixits. Per tant, es poden produir deficiències de pop lead a augment de la calcificació a d'un sol ús i multiús. i ossos i afavorir així el desenvolupament de les dues malalties generalitzades aterosclerosi (enduriment de les artèries) i osteoporosi (pèrdua òssia). Sobre la base d 'estudis, es va observar una baixa carboxilació de proteïnes a osteoporosi pacients.
