Kyselina γ-karboxyglutámová

Kyselina γ-karboxyglutámová alebo kyselina 4-karboxyglutámová je nezvyčajná aminokyselina, ktorá sa nachádza v niektorých bielkovinách. Vzniká posttranslačnou karboxyláciou glutamátu. Táto aminokyselina sa nachádza napríklad v koagulačných faktoroch, teda bielkovinách, ktoré sa účastnia zrážania krvi. Vďaka tejto modifikácii sa zvyšuje afinita bielkoviny voči vápenatým katiónom. Počas zrážania krvi je nutný vitamín K, aby bolo možne vytvoriť kyselinu γ-karboxyglutámovú v koagulačných faktoroch II, VII, IXa  X a proteíne Z. Konjugovanou zásadou kyseliny γ-karboxyglutámovej je γ-karboxyglutamát alebo 4-karboxyglutamát.

 Syntéza 
Za syntézu γ-karboxyglutamátových reziduí z glutamátových reziduí je zodpovedná γ-glutamylkarboxyláza. Tento enzým zároveň premieňa vitamín K z hydrochinónu (KH2) na vitamín K-2,3-epoxid (KO) pomocou molekulárneho kyslíka (O2). Po odštiepení protónu z glutamátu vzniká molekula vody a následne dochádza k zabudovaniu oxidu uhličitého (CO2) do štruktúry glutamátu. Reakcia epoxidácie vitamínu K a karboxylácie glutamátu sú prepojené a prebiehajú jedine naraz.

 [bielkovina]-α-L-glutamát +  +  + O2 → [bielkovina]-4-karboxy-α-L-glutamát + KO + H+ + H2O
Nie je úplne známe, ako sa vitamín K účastní tohto procesu, ale predpokladá sa, že voľný cysteín v karboxyláze premieňa vitamín K na aktívnu silnú zásadu, ktorá následne odštiepi protón na γ-uhlíku glutamátu. Z vitamínu K totiž pravdepodobne vzniká oxidovaný 2,3-epoxid, ktorý je schopný deprotonizovať glutamát za vzniku karbaniónu. Následne sa aduje oxid uhličitý za vzniku γ-karboxyglutamátu.

 Doména bohatá na γ-karboxyglutamát 

V doméne bohatej na γ-karboxyglutamát („GLA“ doméne, z anglického γ-carboxyglutamic acid) sa nachádza niekoľko γ-karboxyglutamátov. Táto doména sa nachádza vo viac než tucte bielkovín, medzi ktoré patria koagulačné faktory VII, IX, X a XIV, vitamín K-dependentné proteíny S a Z, protrombín, transtyretín, osteokalcín, matrixový Gla proteín (MLP), ITIH2 a GAS6. Gla doména je zodpovedná za vysokú afinity Gla proteínov k vápenatým katiónom, ktoré sú často nutné pre ich správnu konformáciu a vždy nutné pre ich funkciu.

 Úloha v zrážaní krvi 
γ-karboxyglutamát hrá dôležitú úlohu pri zrážaní krvi. Bolo ukázané, že vysokoafinitné väzbové miesta pre vápnik v Gla doméne faktoru IX, ktorý funguje ako serínová proteáza pri zrážaní krvi, umožňujú naviazanie faktoru IXa na krvné doštičky a aktiváciu faktoru X. Okrem toho sa pri mechanickom poškodení steny ciev (napríklad pri úraze) sa obnaží tkanivový faktor asociovaný s bunkami, čím sa začne séria enzýmových reakcií lokalizovaných na povrchu membrány, ktorý tvoria bunky a hromadiace sa krvné doštičky. γ-karboxyglutamátové reziduá sú čiastočne zodovedné za aktiváciu enzýmov súvisiacich so zrážaním krvi a zymogénov, ktoré kolujú v krvi, a ich naviazanie na obnažený povrch bunkovej membrány. γ-karboxyglutamát je konkrétne potrebný na naviazanie vápnika a na odhalenie hydrofóbnych membránových väzbových regiónov, ktoré sa tak môžu naviazať na bunkovú membránu. Chýbajúce γ-karboxyglutamátové reziduá potom znamenajú nedostatočnú schopnosť zrážania krvi alebo i antikoaguláciu, čo môže viesť k zvýšenej krvácavosti alebo trombóze. Okrem toho odstránenie vapenatých katiónov z týchto bielkovín pomocou organických chelátorov, napríklad citrátu, spôsobuje ich nefunkčnosť a tak predchádza zrážaniu krvi. Kvôli tomu sa citrát bežne pridáva do krvi počas jej skladovania v kvapalnom stave medzi jej odobratím a transfúziou.

 Referencie 

 Pozri aj 
 γ-glutamylkarboxyláza

 Iné projekty 

 Zdroj 

Kategória:Posttranslačné modifikácie
Kategória:Trikarboxylové kyseliny
Kategória:Neproteínogénne aminokyseliny