ויטמין K: פונקציות

גורם גורם בתגובות קרבוקסילציה

ויטמין K ממלא תפקיד מהותי כגורם גורם בהמרת הקרישה חלבונים לצורות הקרישה שלהם. בתהליך זה, ויטמין K מעורב בתגובת קרבוקסילציה להכנסת קבוצת קרבוקסיל לתרכובת אורגנית - של שאריות חומצה גלוטמית ספציפיות של ויטמין K חלבונים ליצירת שאריות חומצה גמא-קרבוקסיגלוטמית (Gla). האנזים קרבוקסילאז הנדרש לתגובה זו הוא גם כן ויטמין K-תלוי. כתוצאה מהקרבוקסילציה של שאריות הגלוטאמיל של החלבונים התלויים בוויטמין K, היווצרות:

• חלבונים של המוסטאזיס (המוסטאזיס) - גורם קרישה בדם II (פרוטרומבין), VII (פרוקונוורטין), IX (גורם חג המולד) ו- X (גורם סטיוארט), כמו גם חלבון פלזמה C ו- S
• חלבונים של חילוף חומרים בעצמות - אוסטאוקלצין וחלבון Gla עצם (BGP), חלבון Gla מטריקס (MGP), בהתאמה, כמו גם חלבון S
• ויסות צמיחה חלבונים - ספציפי למעצר צמיחה גֵן 6 (גז 6).
• חלבונים בעלי תפקוד לא ידוע - חלבון Gla עשיר בפרולין 1 (RGP1) ו- 2 (RGP2) וחלבון Z - RGP1 ​​ו- RGP2 נחשבים למלא תפקיד באיתות התאים.

יתר על כן, חלבונים פחות מאופיינים היטב מסונתזים ב כליה (נפרוקלצין), טחול, לבלב, ריאות ורקמות אחרות. בעיקר, הפונקציה של חלבוני קרישה ו אוסטאוקלצין הובהר. המשמעות הפיזיולוגית של אחרים סידןחלבונים קשורים עדיין אינם ידועים במידה רבה.

חלבונים של גורם קרישת דם המוסטזיס II, VII, IX ו- X

גורמי קרישה II, VII, IX ו- X, הנוצרים במהלך קרבוקסילציה תלויה בוויטמין K, כמו גם חלבוני פלזמה C ו- S, חשובים ביותר בתהליך הרגיל דם קרישה. לכן ניתן לתאר ויטמין K כוויטמין קרישה עם אפקט אנטי-דימומי (נגד דימום). בנוסף דם חלבוני קרישה משפיעים על חילוף החומרים בעצם. הגורמים התלויים בוויטמין K VIIa ו- X של דם קרישה מגרה את הסינתזה של ציסטאיןחלבון עשיר 61 (hCYR61) ו- רקמת חיבור גורם גדילה (CTGF). כמרכיבים של המטריצה ​​החוץ תאית, hCYR61 ו- CTGF חיוניים לצמיחה ואנגיוגנזה (חדש כלי דם היווצרות) של רקמת עצם ובכך להתפתחות העצם ובשלבי תיקון ושיפוץ.

חלבונים של מטבוליזם העצם - אוסטאוקלצין (BGP)

אוסטאוקלצין, שנוצר על ידי קרבוקסילציה באוסטאובלסטים, יש חשיבות מיוחדת. זהו מרכיב במטריצה ​​החוץ תאית (ECM) של רקמת העצם ומהווה 2% מסך תכולת החלבון של העצם. מכיוון שנמצא כי חלבון העצם נמצא ברמות מוגברות במהלך שיפוץ מוגבר ותיקון העצם, אוסטאוקלצין חיוני ליצירת עצם.

מחזור התחדשות של ויטמין K בקרבוקסילציה חלבונים

בעוד שמבשר האקרבוקסי הלא יעיל של חלבוני הקרישה, בעבר PIVKA (חלבון הנגרם על ידי היעדר ויטמין K או אנטגוניסט), מומר לצורותיהם הפעילות הביולוגית על ידי פעילות של קרבוקסילאז תלוי בוויטמין K, המרה של ויטמין KH2 (ויטמין K הידרוקסילי) לוויטמין. K-2,3-אפוקסיד מתרחש. על מנת להיות זמין שוב לקרבוקסילציה של קודמי הקרישה, יש להתחדש בויטמין K. לשם כך, הקרבוקסילאז מתפקד כעת כ אפוקסידאז של ויטמין K. לבסוף, רדוקטאז אפוקסידי ממיר ויטמין K-2,3-אפוקסיד בחזרה לוויטמין K (קינונון). השלב האחרון במחזור ההתחדשות של ויטמין K מתבצע על ידי ויטמין K רדוקטאז. התוצאה היא הפחתה של ויטמין K מקומי לוויטמין K הידרוקסילי (ויטמין KH2). על מנת שכל תהליך הקרבוקסילציה יתרחש בצורה אופטימלית בקרום של הרטיקולום האנדופלזמי, יש להתחדש ברציפות בויטמין K-2,3-אפוקסיד לוויטמין KH2. לאחר סיום תהליך הקרבוקסילציה, חלבונים מועברים ברטיקולום האנדופלזמי (אברון תאים עשיר מבנה עם מערכת ערוצים של חללים המוקפים בקרומים) של התא ובהמשך מופרש.

אתרים של תגובת קרבוקסילציה

קרבוקסילציה של חלבונים תלויי ויטמין K חיונית לתפקודי החלבון שלהם. זה מתרחש ב כבד מצד אחד ובאוסטאובלסטים של העצם מצד שני. עם זאת, ניתן גם לבצע קרבוקסילציה של החלבונים ברקמות אחרות על ידי קרבוקסילאז תלוי בוויטמין K. לדוגמא, פרוטרומבין מסונתז ברקמת השריר.

קרבוקסילציה לא שלמה

חלבונים קרבוקסיליים לחלוטין עשויים להתרחש, למשל בגלל ירידה בספיגת ויטמין K או במהלך טיפול באנטגוניסטים של ויטמין K, כגון קומארין או קומדין. במקרה של קרבוקסילציה נמוכה (תחת קרבוקסילציה "UC"), לא ניתן להפריש את החלבונים על ידי הרטיקולום האנדופלזמי - בהתאם, הם מצטברים במידה רבה יותר. תת-קרבוקסילציה של החלבונים הפעילים לקרישה מובילה בסופו של דבר לעיכוב של מפל הקרישה והגדילה נטיית דימום (דיאתזה דימומית). אם חלבוני העצם (BGP, MGP) מופחתים במיוחד בקרבוקסילציה, ההפרשה המוגברת של סידן והידרוקסי-פרולין דרך השתן עלול לגרום להפרעות במינרליזציה של העצם וכן למומים הן במהלך ההתפתחות והן בבגרות. MGP הוא אחד החלבונים החשובים ביותר עם השפעה מעכבת על הסתיידות הרקמות. לפיכך ליקויים ב- MGP יכולים עוֹפֶרֶת להסתיידות מוגברת ב כלי ו עצמות וכך לקדם את התפתחות שתי המחלות הנרחבות טרשת עורקים (התקשות העורקים) ו אוסטאופורוזיס (אובדן עצם). על בסיס מחקרים נצפתה קרבוקסילציה נמוכה של חלבונים ב אוסטאופורוזיס חולים.