Gamma-glutamil carboxilasa

La gamma-glutamil carboxilasa es una enzima que en los humanos está codificada por el gen GGCX , ubicado en el cromosoma 2 en 2p12. ^[4]

Función

La gamma-glutamil carboxilasa es una enzima que cataliza la modificación postraduccional de las proteínas dependientes de la vitamina K. Muchas de estas proteínas dependientes de la vitamina K están involucradas en la coagulación , por lo que la función de la enzima codificada es esencial para la hemostasia. ^[5] La mayoría de las proteínas que contienen el dominio gla dependen de esta reacción de carboxilación para la modificación postraduccional . ^[6] En los seres humanos, la enzima gamma-glutamil carboxilasa se expresa con mayor intensidad en el hígado.

Reacción catalítica

La gamma-glutamil carboxilasa oxida la hidroquinona de vitamina K a vitamina K-2,3-epóxido, mientras que simultáneamente agrega CO2 _al ácido glutámico unido a la proteína (abreviatura = Glu) para formar ácido gamma-carboxiglutámico (también llamado gamma- carboxiglutamato , abreviatura = Gla). La presencia de dos grupos carboxilato causa la quelación de Ca2 ⁺ , lo que resulta en un cambio en la estructura terciaria de la proteína y su activación. La reacción de carboxilación solo se llevará a cabo si la enzima carboxilasa es capaz de oxidar la hidroquinona de vitamina K a vitamina K epóxido al mismo tiempo; se dice que las reacciones de carboxilación y epoxidación son reacciones acopladas. ^{[7] [8]}

a [proteína]-α-L-glutamato (Glu) + filoquinol ( KH
₂) + CO
₂+ oxígeno → a [proteína] 4-carboxi-L-glutamato (Gla) + vitamina K 2,3-epóxido (KO) + H⁺
+ H
₂Oh

No se conoce ninguna estructura experimental para GGCX, lo que limita la comprensión de su mecanismo de reacción. Basándose en el hecho de que las dos reacciones están acopladas, un estudio computacional puede proponer cómo interactúan los reactivos entre sí para formar los productos. ^[9] Se ha demostrado que Lys228 es el residuo responsable de iniciar la reacción. ^[10] Cómo la enzima mantiene los reactivos en su lugar para que interactúen entre sí sigue siendo poco demostrado. 491-507 y 395-401 son probablemente responsables de la unión del propéptido y el glutamato respectivamente. ^[11]

Importancia clínica

Las mutaciones en este gen están asociadas con un defecto de coagulación dependiente de la vitamina K y un trastorno similar al PXE con deficiencia de múltiples factores de coagulación. ^{[5] [12]}

Véase también

• Carboxiglutamato

Referencias

1. GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000115486 – Ensembl , mayo de 2017
2. "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
3. "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . .
4. Wu SM, Cheung WF, Frazier D, Stafford DW (diciembre de 1991). "Clonación y expresión del ADNc para la gamma-glutamil carboxilasa humana". Science . 254 (5038): 1634–6. Bibcode :1991Sci...254.1634W. doi :10.1126/science.1749935. PMID  1749935.
5. "Entrez Gene: GGCX".
6. Brenner B, Tavori S, Zivelin A, Keller CB, Suttie JW, Tatarsky I, Seligsohn U (agosto de 1990). "Deficiencia hereditaria de todos los procoagulantes y anticoagulantes dependientes de la vitamina K". Br. J. Haematol . 75 (4): 537–42. doi :10.1111/j.1365-2141.1990.tb07795.x. PMID  2145029. S2CID  24679257.
7. Suttie JW (1985). "Carboxilasa dependiente de vitamina K". Annu. Rev. Biochem . 54 (1): 459–77. doi :10.1146/annurev.bi.54.070185.002331. PMID  3896125.
8. Presnell SR, Stafford DW (2002). "La carboxilasa dependiente de la vitamina K". Trombosis. Haemost . 87 (6): 937–46. doi :10.1055/s-0037-1613115. PMID  12083499. S2CID  27634025.
9. Silva PJ, Ramos MJ (2007). "Mecanismo de reacción de la glutamato carboxilasa dependiente de la vitamina K: un estudio computacional". J Phys Chem B . 111 (44): 12883–7. doi :10.1021/jp0738208. PMID  17935315.
10. Rishavy MA, Hallgren KW, Yakubenko AV, Shtofman RL, Runge KW, Berkner KL (7 de noviembre de 2006). "El análisis de Brønsted revela que Lys218 es la base del sitio activo de la carboxilasa que desprotona la hidroquinona de vitamina K para iniciar la carboxilación de proteínas dependiente de vitamina K". Bioquímica . 45 (44): 13239–48. doi :10.1021/bi0609523. PMID  17073445.
11. Parker CH, Morgan CR, Rand KD, Engen JR, Jorgenson JW, Stafford DW (11 de marzo de 2014). "Una investigación conformacional de la unión de propéptidos a la proteína de membrana integral γ-glutamil carboxilasa utilizando espectrometría de masas de intercambio de hidrógeno de nanodisco". Bioquímica . 53 (9): 1511–20. doi :10.1021/bi401536m. PMC 3970815 . PMID  24512177. 
12. Vanakker OM, Martin L, Gheduzzi D, Leroy BP, Loeys BL, Guerci VI, Matthys D, Terry SF, Coucke PJ, Pasquali-Ronchetti I, De Paepe A (marzo de 2007). "El fenotipo similar al pseudoxantoma elástico con cutis laxa y deficiencia de múltiples factores de coagulación representa una entidad genética separada". J. Invest. Dermatol . 127 (3): 581–7. doi : 10.1038/sj.jid.5700610 . PMID  17110937.

Lectura adicional

• Bandyopadhyay PK (2008). "Gamma-glutamilcarboxilación dependiente de vitamina K: una antigua modificación postraduccional". Vitam. Horm . Vitaminas y hormonas. 78 : 157–84. doi :10.1016/S0083-6729(07)00008-8. ISBN 9780123741134. Número de identificación personal  18374194.
• Berkner KL (2008). "Carboxilación dependiente de la vitamina K". Vitam. Horm . Vitaminas y hormonas. 78 : 131–56. doi :10.1016/S0083-6729(07)00007-6. ISBN 9780123741134. Número de identificación personal  18374193.
• Oldenburg J, Marinova M, Müller-Reible C, Watzka M (2008). "El ciclo de la vitamina K". Vitam. Horm . Vitaminas y hormonas. 78 : 35–62. doi :10.1016/S0083-6729(07)00003-9. ISBN 9780123741134. Número de identificación personal  18374189.
• Berkner KL (2005). "La carboxilasa dependiente de la vitamina K". Annu. Rev. Nutr . 25 (1): 127–49. doi :10.1146/annurev.nutr.25.050304.092713. PMID  16011462.
• Zhang B, Ginsburg D (septiembre de 2004). "Deficiencias múltiples de factores de coagulación familiares: nueva perspectiva biológica a partir de trastornos hemorrágicos genéticos raros". J. Thromb. Haemost . 2 (9): 1564–72. doi :10.1111/j.1538-7836.2004.00857.x. hdl : 2027.42/74529 . PMID  15333032. S2CID  7437035.
• Wallin R, Hutson SM (julio de 2004). "Warfarina y el sistema de gamma-carboxilación dependiente de la vitamina K". Trends Mol Med . 10 (7): 299–302. doi :10.1016/j.molmed.2004.05.003. PMID  15242675.
• Berkner KL (agosto de 2000). "La carboxilasa dependiente de la vitamina K". J. Nutr . 130 (8): 1877–80. doi : 10.1093/jn/130.8.1877 . PMID:  10917896.
• Presnell SR, Stafford DW (junio de 2002). "La carboxilasa dependiente de la vitamina K". Thromb. Haemost . 87 (6): 937–46. doi :10.1055/s-0037-1613115. PMID  12083499. S2CID  27634025.
• Bender, David A. (2003). Bioquímica nutricional de las vitaminas . Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press. ISBN 0-521-80388-8.
• Ball, George E. (2004). Vitaminas: su papel en el cuerpo humano . Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-632-06478-1.
• Combs, Gerald F. (1998). Las vitaminas: aspectos fundamentales en nutrición y salud . Boston: Academic Press. ISBN 0-12-183492-1.

Enlaces externos

• glutamil+carboxilasa en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.

Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que se encuentra en el dominio público .