Cofactor trong phản ứng cacboxyl hóa
Vitamin K đóng một vai trò thiết yếu như một đồng yếu tố trong quá trình chuyển đổi đông máu protein thành các dạng đông tụ của chúng. Trong quá trình này, vitamin K tham gia vào phản ứng cacboxyl hóa để đưa một nhóm cacboxyl vào một hợp chất hữu cơ gồm các gốc axit glutamic cụ thể của vitamin K. protein tạo thành dư axit gamma-cacboxyglutamic (Gla). Enzyme carboxylase cần thiết cho phản ứng này cũng là vitamin K-phụ thuộc. Kết quả của quá trình cacboxyl hóa dư lượng glutamyl của các protein phụ thuộc vitamin K, sự hình thành:
- Protein cầm máu (cầm máu) - yếu tố đông máu II (prothrombin), VII (proconvertin), IX (yếu tố Giáng sinh), và X (yếu tố Stuart), cũng như protein huyết tương C và S
- Protein của quá trình chuyển hóa xương - tương ứng là osteocalcin và protein Gla của xương (BGP), protein Gla ma trận (MGP), cũng như protein S
- Điều tiết tăng trưởng protein - Tăng trưởng bắt giữ cụ thể gen 6 (Khí 6).
- Protein chưa biết chức năng - Protein Gla giàu proline 1 (RGP1) và 2 (RGP2) và protein Z - RGP1 và RGP2 được cho là có vai trò trong việc truyền tín hiệu tế bào.
Hơn nữa, các protein ít đặc trưng hơn được tổng hợp trong thận (nephrocalcin), lá lách, tuyến tụy, phổi và các mô khác. Chủ yếu, chức năng của protein đông máu và chất vôi xương đã được làm sáng tỏ. Ý nghĩa sinh lý của các canxi-các protein liên kết phần lớn vẫn chưa được biết đến.
Protein của yếu tố đông máu-đông máu II, VII, IX và X
Các yếu tố đông máu II, VII, IX và X, được hình thành trong quá trình cacboxyl hóa phụ thuộc vitamin K, cũng như protein huyết tương C và S, cực kỳ quan trọng trong quá trình bình thường máu sự đông lại. Do đó, vitamin K có thể được mô tả như một loại vitamin đông máu có tác dụng chống xuất huyết (chống chảy máu). Ngoài ra, máu các protein đông máu ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của xương. Các yếu tố phụ thuộc vitamin K VIIa và X của máu sự đông máu kích thích sự tổng hợp của cystein-giàu protein 61 (hCYR61) và mô liên kết yếu tố tăng trưởng (CTGF). Là các thành phần của chất nền ngoại bào, hCYR61 và CTGF cần thiết cho sự phát triển và hình thành mạch (mới huyết quản hình thành) của mô xương và do đó để phát triển xương và trong các giai đoạn sửa chữa và tái tạo.
Protein chuyển hóa xương-osteocalcin (BGP)
Osteocalcin, được hình thành bởi quá trình cacboxyl hóa trong nguyên bào xương, có tầm quan trọng đặc biệt. Nó là một thành phần của chất nền ngoại bào (ECM) của mô xương và chiếm 2% tổng hàm lượng protein của xương. Bởi vì protein xương đã được tìm thấy ở mức độ tăng lên trong quá trình tăng cường tái tạo và sửa chữa xương, chất vôi xương rất cần thiết cho sự hình thành xương.
Chu trình tái tạo của vitamin K trong quá trình cacboxyl hóa protein
Trong khi các tiền chất acarboxy không hiệu quả của các protein đông máu, trước đây là PIVKA (protein được tạo ra do không có vitamin K hoặc chất đối kháng), được chuyển đổi thành dạng hoạt động sinh học của chúng nhờ hoạt động của carboxylase phụ thuộc vitamin K, chuyển đổi vitamin KH2 (vitamin K được hydroxyl hóa) thành vitamin K-2,3-epoxit xảy ra. Để có thể hoạt động trở lại cho quá trình cacboxyl hóa của các tiền chất đông máu, vitamin K phải được tái tạo. Vì mục đích này, carboxylase hiện hoạt động như một epoxidase vitamin K. Cuối cùng, epoxit reductase chuyển đổi vitamin K-2,3-epoxit trở lại thành vitamin K bản địa (quinone). Bước cuối cùng trong chu trình tái tạo của vitamin K được thực hiện bởi vitamin K reductase. Điều này dẫn đến việc giảm vitamin K bản địa thành vitamin K hydroxyl hóa (vitamin KH2). Để toàn bộ quá trình cacboxyl hóa xảy ra tối ưu tại màng của lưới nội chất, vitamin K-2,3-epoxit phải được tái tạo liên tục thành vitamin KH2. Khi quá trình cacboxyl hóa hoàn tất, các protein được vận chuyển trong lưới nội chất (bào quan tế bào giàu cấu trúc với hệ thống kênh các khoang được bao quanh bởi màng) của tế bào và sau đó được tiết ra.
Các vị trí của phản ứng cacboxyl hóa
Carboxyl hóa các protein phụ thuộc vitamin K là cần thiết cho các chức năng protein tương ứng của chúng. Nó diễn ra trong gan mặt khác và trong nguyên bào xương của xương, tuy nhiên, protein cũng có thể được carboxyl hóa trong các mô khác bởi carboxylase phụ thuộc vitamin K. Ví dụ, prothrombin được tổng hợp trong mô cơ.
Cacboxyl hóa không hoàn toàn
Ví dụ, các protein cacboxyl hóa không hoàn toàn có thể xảy ra do giảm hấp thu vitamin K hoặc trong quá trình điều trị bằng thuốc đối kháng vitamin K, chẳng hạn như coumarin hoặc warfarin. Trong trường hợp carboxyl hóa thấp (dưới sự carboxyl hóa “UC”), các protein không thể được tiết ra bởi lưới nội chất - do đó, chúng tích tụ ở mức độ lớn hơn. Quá trình oxy hóa dưới cacbon của các protein hoạt động đông máu cuối cùng dẫn đến sự ức chế dòng chảy đông máu và tăng xu hướng chảy máu (xuất huyết tạng). Nếu các protein Gla của xương (BGP, MGP) nói riêng bị giảm trong quá trình carboxyl hóa, thì sự bài tiết của canxi và hydroxyproline qua nước tiểu có thể gây rối loạn quá trình khoáng hóa của xương cũng như gây dị tật cả trong quá trình phát triển và trưởng thành. MGP là một trong những protein quan trọng nhất có tác dụng ức chế quá trình canxi hóa các mô. Do đó, thiếu sót MGP có thể dẫn tăng vôi hóa trong tàu và xương và do đó thúc đẩy sự phát triển của hai căn bệnh phổ biến là xơ vữa động mạch (xơ cứng động mạch) và loãng xương (mất xương). Trên cơ sở các nghiên cứu, một lượng cacboxyl hóa protein thấp đã được quan sát thấy trong loãng xương bệnh nhân.
