Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Карбоксиглутаминовая кислота (или её сопряжённое основание, карбоксиглутамат) — редкая аминокислота, встраиваемая в белки посредством посттрансляционного карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты. Эта модификация встречается, например, в факторах свёртывания крови и других белках каскада свёртывания. Она придаёт белкам сродство к ионам кальция. В каскаде свёртывания крови витамин К необходим для γ-карбоксилирования факторов свёртывания II, VII, IX, X и белка Z.
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
При биосинтезе γ-карбоксиглутаминовой кислоты происходит отщепление γ-протона от глутаминовой кислоты, после чего добавляется CO2. Реакционным промежуточным продуктом является γ-глутамилкарбанион. Эта реакция катализируется карбоксилазой, требующей витамин К в качестве кофактора. Механизм участия витамина К точно не известен, однако предполагается, что свободный остаток цистеина в карбоксилазе превращает витамин К в активное сильное основание, которое, в свою очередь, отщепляет водород от γ-углерода глутаминовой кислоты. Затем CO2 присоединяется к γ-углероду с образованием γ-карбоксиглутаминовой кислоты.
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.
В домене, богатом γ-карбоксиглутаматами ("GLA"), содержится ряд остатков γ-карбоксиглутамата. Известно, что этот GLA-домен встречается более чем в дюжине известных белков, включая факторы свертывания X, VII, IX и XIV, витамин К-зависимые белки S и Z, протромбин, транстиретин, остеокальцин, матричный Gla-белок (MGP), тяжелую цепь H2 интер-альфа-трипсинового ингибитора и специфический для остановки роста белок 6 (GAS6). Gla-домен отвечает за высокоаффинное связывание ионов кальция (Ca2+) с Gla-белками, что часто необходимо для их конформации и всегда необходимо для их функционирования.
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.
Роль в свертывании крови
γ Остатки карбоксиглутаминовой кислоты играют важную роль в свертывании крови. Было обнаружено, что высокоаффинные участки связывания кальция в GLA-домене фактора IX, который является серинпротеазой системы свертывания, частично опосредуют связывание фактора IXa с тромбоцитами и активацию фактора X. Кроме того, при механическом повреждении стенки кровеносного сосуда, связанный с клетками тканевой фактор становится доступным и инициирует серию ферментативных реакций, локализованных на мембранной поверхности, обычно обеспечиваемой клетками и накапливающимися тромбоцитами. Остатки Gla частично регулируют активацию и связывание циркулирующих ферментов свертывания крови и зимогенов с этой открытой поверхностью клеточной мембраны. В частности, остатки Gla необходимы для связывания кальция и для экспонирования гидрофобных мембраносвязывающих участков к клеточному бислою. Отсутствие этих остатков приводит к нарушению свертываемости крови или даже антикоагуляции, что может привести к кровоизлиянию или тромбозу. Кроме того, удаление ионов кальция из этих белков с помощью органического хелатора, такого как ион цитрата, вызывает их дисфункцию и препятствует свертыванию крови. Таким образом, добавление цитрата в кровь является наиболее распространенным методом ее хранения в жидком состоянии между забором и переливанием.
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.