La gamma-glutamil carboxilasa es una enzima que en los humanos se encuentra codificada por el genGGCX, localizado en el brazo corto del cromosoma 2 (2p12), este gen abarca 13 Kpb y consta de 15 exones que codifican para una proteína de 758 aminoácidos. La proteína gamma-glutamil carboxilasa es una proteína integral de membrana, asociada con la membrana del retículo endoplasmático y consta de tres dominios transmembrana[1]
Función
La gamma-glutamil carboxilasa es una enzima que cataliza la modificación postraduccional de las proteínas dependientes de vitamina K. El resultado de esta modificación es la formación de un residuo gamma-carboxiglutamato sobre el extremo de un glutamato, a este residuo se lo denomina gla. Muchas de las proteínas dependientes de vitamina K se encuentran involucradas en la coagulación, de forma que la función de esta enzima es fundamental para la hemostasia.[2] La mayor parte de las proteínas que contienen el dominio gla dependen de esta reacción de carboxilación para su modificación postraduccional.[3] En humanos, la enzima gamma-glutamil carboxilasa se expresa mayoritariamente en el hígado.
Reacción catalítica
La enzima gamma-glutamil carboxilasa oxida a la vitamina K hidroquinona (KH 2) a vitamina K 2,3 epóxido (KO), mientras que simultáneamente añade un CO 2 al residuo terminal de un ácido glutámico (Glu) que forma parte de la proteína, para formar ácido gamma-carboxiglutámico (también llamado gamma-carboxiglutamato - Gla).
una [proteína]-α-L-glutamato (Glu) + filoquinol (KH 2) + CO 2 + oxígeno →
una [proteína] 4-carboxi-L-glutamato (Gla) + vitamina K 2,3-epóxido (KO) + H+ + H 2O
Esta reacción de carboxilación únicamente puede proceder si la carboxilasa es capaz de oxidar a la vitamina K hidroquinona (KH 2) para formar vitamina K epóxido (KO), por lo que se dice que ambas reacciones se encuentran acopladas.[4][5][6]
Las mutaciones en este gen se encuentran asociadas con defectos de la coagulación dependientes de vitamina K, y con el desorden similar a pseudoxantoma elástico que se presenta con múltiples deficiencias en los factores de coagulación.[2][7]
↑Wu SM, Cheung WF, Frazier D, Stafford DW (diciembre de 1991). «Cloning and expression of the cDNA for human gamma-glutamyl carboxylase». Science254 (5038): 1634-6. PMID1749935. doi:10.1126/science.1749935.
↑Silva PJ, Ramos MJ (2007). «Reaction mechanism of the vitamin K-dependent glutamate carboxylase: a computational study». J Phys Chem B111 (44): 12883-7. PMID17935315. doi:10.1021/jp0738208.
↑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). «Pseudoxanthoma elasticum-like phenotype with cutis laxa and multiple coagulation factor deficiency represents a separate genetic entity». J. Invest. Dermatol.127 (3): 581-7. PMID17110937. doi:10.1038/sj.jid.5700610.
Lecturas adicionales
Bandyopadhyay PK (2008). «Vitamin K-dependent gamma-glutamylcarboxylation: an ancient posttranslational modification». Vitam. Horm.78: 157-84. PMID18374194. doi:10.1016/S0083-6729(07)00008-8.
