カルボキシル化反応の補因子
ビタミンK 凝固の変換における補因子として重要な役割を果たします タンパク質 それらの凝固剤の形に。 このプロセスでは、 ビタミンK は、ビタミンK依存性の特定のグルタミン酸残基のカルボキシル化（有機化合物にカルボキシル基を導入する反応）に関与しています タンパク質 ガンマ-カルボキシグルタミン酸（Gla）残基を形成します。 この反応に必要な酵素カルボキシラーゼも ビタミンK-依存。 ビタミンK依存性タンパク質のグルタミル残基のカルボキシル化の結果として、以下の形成が起こります。
- 止血（止血）のタンパク質–血液凝固因子II（プロトロンビン）、VII（プロコンバチン）、IX（クリスマス因子）、およびX（スチュアート因子）、ならびに血漿プロテインCおよびS
- 骨代謝のタンパク質–オステオカルシンと骨Glaタンパク質（BGP）、マトリックスGlaタンパク質（MGP）、およびプロテインS
- 成長調節 タンパク質 –成長停止固有 遺伝子 6（Gas6）。
- 機能が不明なタンパク質–プロリンリッチGlaタンパク質1（RGP1）および2（RGP2）およびプロテインZ –RGP1およびRGP2は細胞シグナル伝達に役割を果たすと考えられています。
さらに、あまり特徴づけられていないタンパク質は、 腎臓 （ネフロカルシン）、 脾臓、膵臓、 肺 およびその他の組織。 主に、凝固タンパク質の機能と オステオカルシン 解明されました。 他の生理学的意義 カルシウム-結合タンパク質はまだほとんど知られていません。
止血のタンパク質-血液凝固因子II、VII、IX、およびX
ビタミンK依存性のカルボキシル化中に形成される凝固因子II、VII、IX、およびX、ならびに血漿プロテインCおよびSは、正常なプロセスにおいて非常に重要です。 血 凝固。 したがって、ビタミンKは、止血（出血防止）効果のある凝固ビタミンとして説明することができます。 加えて 血 凝固タンパク質は骨代謝に影響を与えます。 のビタミンK依存性因子VIIaおよびX 血 凝固はの合成を刺激します システイン-豊富なタンパク質61（hCYR61）および 結合組織 成長因子（CTGF）。 細胞外マトリックスの成分として、hCYR61とCTGFは成長と血管新生に不可欠です（新しい 血管 骨組織の形成）、したがって骨の発達のため、および修復およびリモデリングの段階にある。
骨代謝のタンパク質-オステオカルシン（BGP）
オステオカルシン骨芽細胞のカルボキシル化によって形成される、は特に重要です。 これは骨組織の細胞外マトリックス（ECM）の成分であり、骨の総タンパク質含有量の2％を占めています。 骨タンパク質は、骨のリモデリングと修復の増加中にレベルが増加することがわかっているため、 オステオカルシン 骨形成に不可欠です。
タンパク質のカルボキシル化におけるビタミンKの再生サイクル
凝固タンパク質の効果のないアカルボキシ前駆体、以前はPIVKA（ビタミンKの欠如または拮抗薬によって誘発されるタンパク質）は、ビタミンK依存性カルボキシラーゼの活性、ビタミンKH2（ヒドロキシル化ビタミンK）のビタミンへの変換によって生物学的に活性な形態に変換されますK-2,3-エポキシドが発生します。 凝固前駆体のカルボキシル化に再び利用できるようにするには、ビタミンKを再生する必要があります。 この目的のために、カルボキシラーゼは現在、ビタミンKエポキシダーゼとして機能します。 最後に、エポキシドレダクターゼはビタミンK-2,3-エポキシドを天然のビタミンK（キノン）に変換します。 ビタミンKの再生サイクルの最終ステップは、ビタミンKレダクターゼによって実行されます。 これにより、天然のビタミンKがヒドロキシル化ビタミンK（ビタミンKH2）に還元されます。 小胞体の膜でカルボキシル化プロセス全体が最適に発生するためには、ビタミンK-2,3-エポキシドを継続的にビタミンKH2に再生する必要があります。 カルボキシル化のプロセスが完了すると、タンパク質は細胞の小胞体（膜に囲まれた空洞のチャネルシステムを備えた構造的に豊富な細胞小器官）に輸送され、続いて分泌されます。
カルボキシル化反応の部位
ビタミンK依存性タンパク質のカルボキシル化は、それぞれのタンパク質機能に不可欠です。 それはで行われます 肝臓 一方では骨芽細胞で、他方では骨芽細胞で。ただし、タンパク質はビタミンK依存性カルボキシラーゼによって他の組織でもカルボキシル化される可能性があります。 たとえば、プロトロンビンは筋肉組織で合成されます。
不完全なカルボキシル化
不完全にカルボキシル化されたタンパク質は、例えば、ビタミンKの取り込みの減少のため、またはクマリンやクマリンなどのビタミンK拮抗薬による治療中に発生する可能性があります。 ワルファリン。 低カルボキシル化（カルボキシル化「UC」下）の場合、タンパク質は小胞体から分泌されないため、タンパク質はより多く蓄積されます。 凝固活性タンパク質の低カルボキシル化は、最終的に凝固カスケードの阻害につながり、増加します 出血傾向 （出血素因）。 特に骨のGlaタンパク質（BGP、MGP）のカルボキシル化が低下すると、排泄量が増加します。 カルシウム 尿を介したヒドロキシプロリンは、発達中および成人期の両方で、骨の鉱化作用の障害および奇形を引き起こす可能性があります。 MGPは、組織の石灰化を抑制する効果を持つ最も重要なタンパク質のXNUMXつです。 したがって、MGPの欠陥は つながる 石灰化の増加に 船 & 骨格 したがって、XNUMXつの広範な疾患であるアテローム性動脈硬化症（動脈硬化）の発症を促進し、 骨粗しょう症 （骨量減少）。 研究に基づいて、タンパク質の低いカルボキシル化が観察されました 骨粗しょう症 患者。
