Гамма-глутамилкарбоксилаза

Гамма-глутамилкарбоксилаза — это фермент , который у человека кодируется геном GGCX , расположенным на хромосоме 2 в положении 2p12. ^[4]

Функция

Гамма-глутамилкарбоксилаза — фермент, катализирующий посттрансляционную модификацию витамин К -зависимых белков. Многие из этих витамин К-зависимых белков участвуют в коагуляции, поэтому функция кодируемого фермента важна для гемостаза. ^[5] Большинство белков, содержащих домен gla, зависят от этой реакции карбоксилирования для посттрансляционной модификации . ^[6] У человека фермент гамма-глутамилкарбоксилаза наиболее сильно экспрессируется в печени.

Каталитическая реакция

Гамма-глутамилкарбоксилаза окисляет гидрохинон витамина К до витамина К-2,3-эпоксид, одновременно добавляя CO ₂ к связанной с белком глутаминовой кислоте (аббревиатура = Glu) с образованием гамма-карбоксиглутаминовой кислоты (также называемой гамма- карбоксиглутаматом , аббревиатура = Gla). ). Наличие двух карбоксилатных групп вызывает хелатирование Са ²⁺ , что приводит к изменению третичной структуры белка и его активации. Реакция карбоксилирования будет протекать только в том случае, если фермент карбоксилаза способен одновременно окислять гидрохинон витамина К до эпоксида витамина К; Реакции карбоксилирования и эпоксидирования называются связанными реакциями. ^{[7] [8]}

a [белок]-α-L-глутамат (Glu) + филлохинол ( KH
₂) + СО
₂+ кислород → а [белок] 4-карбокси-L-глутамат (Gla) + витамин К 2,3-эпоксид (КО) + Н⁺
+ Ч
₂О

Экспериментальная структура GGCX неизвестна, что ограничивает понимание механизма его реакции. Основываясь на том факте, что две реакции связаны, компьютерное исследование может предложить, как реагенты взаимодействуют друг с другом с образованием продуктов. ^[9] Было показано, что Lys228 является остатком, ответственным за начало реакции. ^[10] Как фермент удерживает реагенты на месте, чтобы они взаимодействовали друг с другом, остается плохо изученным. 491-507 и 395-401, вероятно, ответственны за связывание пропептида и глутамата соответственно. ^[11]

Клиническое значение

Мутации в этом гене связаны с витамин К-зависимым дефектом свертывания крови и PXE -подобным расстройством с дефицитом множественных факторов свертывания крови. ^{[5] [12]}

Смотрите также

• Карбоксиглутамат

Рекомендации

1. GRCh38: выпуск Ensembl 89: ENSG00000115486 - Ensembl , май 2017 г.
2. "Ссылка на Human PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
3. "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
4. Ву С.М., Чунг В.Ф., Фрейзер Д., Стаффорд Д.В. (декабрь 1991 г.). «Клонирование и экспрессия кДНК гамма-глутамилкарбоксилазы человека». Наука . 254 (5038): 1634–6. Бибкод : 1991Sci...254.1634W. дои : 10.1126/science.1749935. ПМИД  1749935.
5. "Энтрез Джин: GGCX".
6. Бреннер Б., Тавори С., Живелин А., Келлер С.Б., Сатти Дж.В., Татарский И., Селигсон У. (август 1990 г.). «Наследственный дефицит всех витамин К-зависимых прокоагулянтов и антикоагулянтов». Бр. Дж. Гематол . 75 (4): 537–42. doi :10.1111/j.1365-2141.1990.tb07795.x. PMID  2145029. S2CID  24679257.
7. Сатти Дж.В. (1985). «Витамин К-зависимая карбоксилаза». Анну. Преподобный Биохим . 54 (1): 459–77. doi : 10.1146/annurev.bi.54.070185.002331. ПМИД  3896125.
8. Преснелл С.Р., Стаффорд Д.В. (2002). «Витамин К-зависимая карбоксилаза». Тромб. Гемост . 87 (6): 937–46. дои : 10.1055/s-0037-1613115. PMID  12083499. S2CID  27634025.
9. Сильва П.Дж., Рамос М.Дж. (2007). «Механизм реакции витамин К-зависимой глутаматкарбоксилазы: компьютерное исследование». J Phys Chem B. 111 (44): 12883–7. дои : 10.1021/jp0738208. ПМИД  17935315.
10. Ришави М.А., Халлгрен К.В., Якубенко А.В., Штофман Р.Л., Рунге К.В., Беркнер К.Л. (7 ноября 2006 г.). «Анализ Бренстеда показывает, что Lys218 является основанием активного центра карбоксилазы, которое депротонирует гидрохинон витамина К, чтобы инициировать витамин К-зависимое карбоксилирование белка». Биохимия . 45 (44): 13239–48. дои : 10.1021/bi0609523. ПМИД  17073445.
11. Паркер CH, Морган CR, Рэнд К.Д., Энген Дж.Р., Йоргенсон Дж.В., Стаффорд Д.В. (11 марта 2014 г.). «Конформационное исследование связывания пропептида с интегральным мембранным белком γ-глутамилкарбоксилазой с использованием нанодисковой водородообменной масс-спектрометрии». Биохимия . 53 (9): 1511–20. дои : 10.1021/bi401536m. ПМЦ 3970815 . ПМИД  24512177. 
12. Ванаккер О.М., Мартин Л., Гедуцци Д., Лерой Б.П., Лоис Б.Л., Гуэрчи VI, Маттис Д., Терри С.Ф., Коук П.Дж., Паскуали-Ронкетти I, Де Паепе А (март 2007 г.). «Фенотип, подобный псевдоксантоме эластической, со слабой кожей кожи и дефицитом множественных факторов свертывания крови представляет собой отдельную генетическую единицу». Дж. Инвест. Дерматол . 127 (3): 581–7. дои : 10.1038/sj.jid.5700610 . ПМИД  17110937.

дальнейшее чтение

• Бандиопадхьяй ПК (2008). «Витамин К-зависимое гамма-глутамилкарбоксилирование: древняя посттрансляционная модификация». Витам. Горм . Витамины и гормоны. 78 : 157–84. дои : 10.1016/S0083-6729(07)00008-8. ISBN 9780123741134. ПМИД  18374194.
• Беркнер К.Л. (2008). «Витамин К-зависимое карбоксилирование». Витам. Горм . Витамины и гормоны. 78 : 131–56. дои : 10.1016/S0083-6729(07)00007-6. ISBN 9780123741134. ПМИД  18374193.
• Ольденбург Дж., Маринова М., Мюллер-Райбл С., Вацка М. (2008). «Цикл витамина К». Витам. Горм . Витамины и гормоны. 78 : 35–62. дои : 10.1016/S0083-6729(07)00003-9. ISBN 9780123741134. ПМИД  18374189.
• Беркнер К.Л. (2005). «Витамин К-зависимая карбоксилаза». Анну. Преподобный Нутр . 25 (1): 127–49. doi :10.1146/annurev.nutr.25.050304.092713. ПМИД  16011462.
• Чжан Б., Гинзбург Д. (сентябрь 2004 г.). «Семейный дефицит множественных факторов свертывания крови: новое биологическое понимание редких генетических нарушений свертываемости крови». Дж. Тромб. Гемост . 2 (9): 1564–72. дои : 10.1111/j.1538-7836.2004.00857.x. hdl : 2027.42/74529 . PMID  15333032. S2CID  7437035.
• Валлин Р., Хатсон С.М. (июль 2004 г.). «Варфарин и витамин К-зависимая система гамма-карбоксилирования». Тенденции Мол Мед . 10 (7): 299–302. doi :10.1016/j.molmed.2004.05.003. ПМИД  15242675.
• Беркнер К.Л. (август 2000 г.). «Витамин К-зависимая карбоксилаза». Дж. Нутр . 130 (8): 1877–80. дои : 10.1093/jn/130.8.1877 . ПМИД  10917896.
• Преснелл С.Р., Стаффорд Д.В. (июнь 2002 г.). «Витамин К-зависимая карбоксилаза». Тромб. Гемост . 87 (6): 937–46. дои : 10.1055/s-0037-1613115. PMID  12083499. S2CID  27634025.
• Бендер, Дэвид А. (2003). Пищевая биохимия витаминов . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-80388-8.
• Болл, Джордж Э. (2004). Витамины: их роль в организме человека . Оксфорд: Блэквелл Сайенс. ISBN 0-632-06478-1.
• Комбс, Джеральд Ф. (1998). Витамины: фундаментальные аспекты питания и здоровья . Бостон: Академическая пресса. ISBN 0-12-183492-1.

Внешние ссылки

• глутамил + карбоксилаза по медицинским предметным рубрикам Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)

Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в свободном доступе .