Қан қату факторларында γ-карбоксиглутамин қышқылының ролі
Carboxyglutamic acid
Карбоксиглутамин қышқылы: аминқышқылы, қан ұю факторларында кездеседі. К витаминінің қатысуымен кальций байланысын қамтамасыз етеді. Биосинтезі, қасиеттері.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Карбоксиглутамин қышқылы (немесе конъюгат базасы, карбоксиглутамат) – глютамин қышқылының қалдықтарының посттрансляциялық карбоксилдеуі арқылы ақуыздарға енгізілетін сирек кездесетін аминқышқыл. Бұл модификация, мысалы, қан ұю факторларында және ұю каскадының басқа да ақуыздарында табылады. Бұл өзгеріс кальций иондарына деген бейімділікті қамтамасыз етеді. Қан ұю каскадында К витамині II, VII, IX, X факторлары мен Z белгісінің γ-карбоксилдеуіне қажет.
Carboxyglutamic acid (or the conjugate base, carboxyglutamate), is an uncommon amino acid introduced into proteins by a post translational carboxylation of glutamic acid residues. This modification is found, for example, in clotting factors and other proteins of the coagulation cascade. This modification introduces an affinity for calcium ions. In the blood coagulation cascade, vitamin K is required to introduce γ carboxylation of clotting factors II, VII, IX, X and protein Z.
Синтез
γ карбоксиглутамин қышқылының биосинтезі кезінде глютамин қышқылындағы γ протон алынып, содан кейін CO2 қосылады. Реакцияның аралық өнімі – γ-глутамил карбанион. Бұл реакция карбоксилаза ферментімен катализденеді, оған кофактор ретінде К витамині қажет. К витаминінің қатысу механизмі толыққанды белгісіз, бірақ болжам бойынша карбоксилазадағы бос цистеин қалдығы К витаминін белсенді, күшті негізге айналдырады, ол өз кезегінде глютамин қышқылының γ көміртегінен сутегін алып тастайды. Содан кейін γ көміртегіне CO2 қосылып, γ карбоксиглутамин қышқылы түзіледі.
In the biosynthesis of γ carboxyglutamic acid, the γ proton on glutamic acid is abstracted, and CO2 is subsequently added. The reaction intermediate is a γ glutamyl carbanion. This reaction is catalyzed by a carboxylase that requires vitamin K as its cofactor. It is not exactly known how vitamin K participates, but it is hypothesized that a free cysteine residue in the carboxylase converts vitamin K into an active strong base that in turn abstracts a hydrogen from glutamic acid's γ carbon. Then CO2 is added to the γ carbon to form γ carboxyglutamic acid.
γ-карбоксиглутамин қышқылына бай (GLA) домен
γ карбоксиглутамат қалдықтарының бірнешеуі γ карбоксиглутамат қышқылына бай ("GLA") доменде кездеседі. Бұл GLA домені оннан астам белгілі белоктарда табылады, оның ішінде X, VII, IX және XIV факторлары, К витаминіне тәуелді S және Z белоктары, протромбин, транстиретин, остеокальцин, матрицалық Gla протеіні (MGP), интер-альфа трипсин ингибиторының ауыр тізбегі H2 және өсуді тоқтатуға қатысты белгілі 6 (GAS6) протеіні бар. Gla домені кальций иондарының (Ca2+) Gla протеіндеріне жоғары сәйкестікпен байланысуына жауапты, бұл олардың құрылымы үшін көбінесе қажетті, ал олардың функциясы үшін міндетті түрде қажет.
A number of γ carboxyglutamate residues are present in the γ carboxyglutamic acid rich ("GLA") domain. This GLA domain is known to be found in over a dozen known proteins, including coagulation factors X, VII, IX, and XIV, vitamin K dependent protein S and Z, prothrombin, transthyretin, osteocalcin, matrix Gla protein (MGP), inter alpha trypsin inhibitor heavy chain H2, and growth arrest specific protein 6 (GAS6). The Gla domain is responsible for high affinity binding of calcium ions (Ca2+) to Gla proteins, which is often necessary for their conformation, and always necessary for their function.
Тромбоциттегі рөлі
γ Карбоксиглутамин қышқылының қалдықтары қан ұю процесінде маңызды рөл атқарады. IX фактордың GLA доменіндегі жоғары сәйкестікпен кальций байланысатын орындар, яғни қан ұю жүйесінің серин протеазасы, IXa факторының тромбоциттерге байланысуына және X факторының белсендірілуіне ішінара көмектеседі деп анықталды. Сонымен қатар, қан тамырларының қабырғасына механикалық зақым келген кезде, жасушамен байланысты тіндік фактор көрінеді және жасушалармен және жиналған тромбоциттермен қамтамасыз етілген мембрана бетіндегі ферменттік реакциялар тізбегін бастайды. Gla қалдықтары қан айналымындағы қан ұю ферменттері мен проферменттердің белсендірілуін және осы жасуша мембранасының бетіне байланысуын ішінара реттейді. Атап айтқанда, Gla қалдықтары кальций байланысуында және гидрофобты мембрана байланысу аймақтарын жасушаның екі қабатты құрылымына ашық көрсетуде қажет. Бұл Gla қалдықтарының жетіспеуі қан ұюының бұзылуына, тіпті антикоагуляцияға алып келуі мүмкін, бұл қан кетуге бейімділікке немесе тромбозға әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, цитрат ионы сияқты органикалық хелатор арқылы осы ақуыздан кальций ионын алу олардың жұмысын бұзады және қанның ұюына кедергі келтіреді. Осылайша, қанға цитрат қосу оны жиналғаннан кейін құйылғанға дейін сұйық күйде сақтаудың ең көп қолданылатын әдісі болып табылады.
γ Carboxyglutamic acid residues play an important role in coagulation. The high affinity calcium binding sites in the GLA domain of factor IX, which is a serine protease of the coagulation system, were found to partially mediate the binding of factor IXa to platelets and in factor X activation. In addition, upon mechanical injury to the blood vessel wall, a cell associated tissue factor becomes exposed and initiates a series of enzymatic reactions localized on a membrane surface generally provided by cells and accumulating platelets. Gla residues partly govern the activation and binding of circulating blood clotting enzymes and zymogens to this exposed cell membrane surface. Specifically, gla residues are needed in calcium binding and in exposing hydrophobic membrane binding regions to the cell bilayer. Lack of these gla residues results in impaired coagulation or even anticoagulation, which may lead to bleeding diathesis or thrombosis. In addition, removal of calcium ion from these proteins with an organic chelator, such as citrate ion, causes their dysfunction, and prevents blood from coagulating. Thus, citrate addition to blood is the most common method of storing it in a liquid state between harvest and transfusion.