Hispanopedia WikiEl dominio de carboxilación dependiente de vitamina K/gamma-carboxiglutamato ( GLA ) es un dominio proteico que contiene modificaciones postraduccionales de muchos residuos de glutamato mediante carboxilación dependiente de vitamina K para formar γ-carboxiglutamato (Gla). Las proteínas con este dominio se conocen informalmente como proteínas Gla . Los residuos Gla son responsables de la unión de alta afinidad de los iones de calcio. [ 1 ] [ 2 ]
El dominio GLA se une a los iones de calcio quelándolos entre dos residuos de ácido carboxílico . Estos residuos forman parte de una región que comienza en el extremo N-terminal de la forma madura de las proteínas Gla y termina con un residuo aromático conservado. Esto da como resultado un motivo conservado Gla-x(3)-Gla-x-Cys [ 3 ] que se encuentra en el centro del dominio y que parece ser importante para el reconocimiento del sustrato por la carboxilasa.
Se han resuelto las estructuras 3D de varios dominios Gla. [ 4 ] [ 5 ] Los iones de calcio inducen cambios conformacionales en el dominio Gla y son necesarios para que este se pliegue correctamente. Una característica estructural común de los dominios Gla funcionales es la agrupación de residuos hidrofóbicos N-terminales en una región hidrofóbica que media la interacción con la membrana celular. [ 5 ]
Actualmente, las siguientes proteínas humanas que contienen Gla (proteínas Gla) han sido caracterizadas a nivel de estructura primaria:
- los factores de coagulación sanguínea II (protrombina), VII, IX y X
- las proteínas anticoagulantes C y S, y la proteína Z que actúa sobre el factor X.
- la proteína Gla del hueso osteocalcina
- la proteína Gla de la matriz (MGP), que inhibe la calcificación ,
- la proteína GAS6, que regula el crecimiento celular y es un gen específico de detención del crecimiento 6 .
- periostina (un factor necesario para la migración y adhesión de las células epiteliales), además
- dos proteínas Gla ricas en prolina (PRGP) y dos proteínas Gla transmembrana (TMGP), cuyas funciones se desconocen. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
En todos los casos en los que se conocía su función, la presencia de los residuos Gla en estas proteínas resultó ser esencial para la actividad funcional. [ 9 ]
Funciones
Proteínas de coagulación y anticoagulación
Los dominios Gla se encuentran en las proteínas de coagulación de los vertebrados. Parece haber un único origen de estos dominios Gla. [ 10 ]
El dominio Gla provoca una afinidad de unión a la fosfatidilserina , un fosfolípido de membrana, en la mayoría de las proteínas de coagulación Gla. Las excepciones son el factor VII y la proteína C, que en cambio se unen al ácido fosfatídico . En cualquier caso, en las proteínas de coagulación de vertebrados, el dominio Gla ancla las proteínas a una membrana, permitiendo la formación de los complejos de coagulación. [ 11 ]
Control de la mineralización y la calcificación
La proteína Gla ósea (osteocalcina) y la proteína Gla de la matriz divergieron en un ancestro vertebrado con mandíbulas. En los humanos, la proteína Gla ósea ayuda principalmente a la mineralización ósea al recolectar iones de calcio, y la proteína Gla de la matriz previene la calcificación de los tejidos blandos al unirse a los iones de calcio. [ 12 ]
En los invertebrados
Se encontraron varias proteínas con dominio Gla en Ciona intestinalis , que carece de cascada de coagulación sanguínea. A pesar de esta falta de coagulación, posee proteínas Gla con una arquitectura de dominio similar a la del factor IX y la proteína S. También posee una proteína Gla similar a PRGP1 y otra similar a la proteína Jagged1, que no contiene dominio Gla y se encuentra en vertebrados. [ 13 ]
Proteínas humanas que contienen este dominio
- Proteínas de coagulación
- Trombina (F2) (también conocida como factor de coagulación II; también su precursor, la protrombina): implicada en la coagulación.
- Factor VII (F7) – implicado en la coagulación
- Factor IX (F9) – implicado en la coagulación
- Factor X (F10) – implicado en la coagulación
- Proteína C (PROC): funciones en la regulación de la anticoagulación , la inflamación , la muerte celular y el mantenimiento de la permeabilidad de las paredes de los vasos sanguíneos.
- Proteína S (PROS1) – implicada en la coagulación
- Proteína Z (PROZ) – implicada en la coagulación
- Proteínas reguladoras del calcio
- Osteocalcina (BGLAP): implicada en la mineralización ósea .
- Proteína gla de la matriz (MGP): inhibidor de la calcificación de los tejidos blandos y desempeña un papel en la organización ósea.
- Otras proteínas reguladoras
- GAS6 – se cree que participa en la estimulación de la proliferación celular.
- La transtiretina (TTR), anteriormente conocida como prealbúmina, transporta la tiroxina (T4) en la sangre y en el líquido cefalorraquídeo.
- La cadena pesada H2 del inhibidor de inter-alfa-tripsina ( ITIH2 ) desempeña un papel en los islotes pancreáticos y en muchas otras células.
- Periostina : un factor necesario para la migración celular ( desarrollo embrionario y respuestas inmunitarias ) y la adhesión de células epiteliales , sobreexpresada en algunos tipos de cáncer.
- Proteínas Gla ricas en prolina/transmembrana
- Proteína gla rica en prolina 1 ( PRRG1 o TMG1, PRGP1, O14668 ) [ 6 ] [ 7 ]
- Proteína gla rica en prolina 2 ( PRRG2 o TMG2, PRGP2, O14669 ) [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
- Proteína transmembrana γ-carboxiglutamil 3 ( PRRG3 o TMG3, PRGP3; Q9BZD7 ) [ 7 ]
- Proteína transmembrana γ-carboxiglutamil 4 ( PRRG4 o TMG4, PRGP4; Q9BZD6 ) [ 7 ]
Subfamilias
- Factor de coagulación , región Gla InterPro : IPR002383
Referencias
- ^ Friedman PA, Przysiecki CT (1987). "Carboxilación dependiente de vitamina K". Int. J. Bioquímica . 19 (1): 1– 7. doi : 10.1016/0020-711X(87)90116-9 . PMID 3106112 .
- ↑ Vermeer C (1990). " Proteínas que contienen gamma-carboxiglutamato y la carboxilasa dependiente de vitamina K" . Biochem. J. 266 ( 3): 625– 636. doi : 10.1042/bj2660625 . PMC 1131186. PMID 2183788 .
- ↑ Price PA, Fraser JD, Metz-Virca G (1987). "Clonación molecular de la proteína Gla de la matriz: implicaciones para el reconocimiento del sustrato por la gamma-carboxilasa dependiente de vitamina K" . Proc . Natl. Acad. Sci. USA . 84 (23): 8335– 8339. Bibcode : 1987PNAS...84.8335P . doi : 10.1073/pnas.84.23.8335 . PMC 299537. PMID 3317405 .
- ↑ Freedman SJ, Furie BC, Furie B, Baleja JD (1995). "Estructura de la región de unión a membrana rica en ácido gamma-carboxiglutámico libre de metal del factor IX mediante espectroscopia de RMN bidimensional" . J. Biol. Chem . 270 (14): 7980–7987 . doi : 10.1074/jbc.270.14.7980 . PMID 7713897 .
- 1 2 Freedman SJ, Furie BC, Furie B, Baleja JD, Blostein MD, Jacobs M (1996). "Identificación del sitio de unión de fosfolípidos en el factor IX de la proteína de coagulación sanguínea dependiente de vitamina K" . J. Biol. Chem . 271 (27): 16227– 16236. doi : 10.1074/jbc.271.27.16227 . PMID 8663165 .
- 1 2 3 Kulman JD, Harris JE, Haldeman BA, Davie EW (agosto de 1997). "Estructura primaria y distribución tisular de dos nuevas proteínas de ácido gamma-carboxiglutámico ricas en prolina" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 94 (17): 9058– 62. Bibcode : 1997PNAS...94.9058K . doi : 10.1073 / pnas.94.17.9058 . PMC 23027. PMID 9256434 .
- 1 2 3 4 5 Kulman JD, Harris JE, Xie L, Davie EW (febrero de 2001). "Identificación de dos nuevas proteínas transmembrana de ácido gamma-carboxiglutámico expresadas ampliamente en tejidos fetales y adultos" . Proc. Natl. Acad. Sci . USA . 98 (4): 1370– 5. Bibcode : 2001PNAS...98.1370K . doi : 10.1073/pnas.98.4.1370 . PMC 29263. PMID 11171957 .
- 1 2 Kulman JD, Harris JE, Xie L, Davie EW (mayo de 2007). "La proteína Gla 2 rica en prolina es una proteína dependiente de vitamina K de la superficie celular que se une a la proteína asociada a Yes, un coactivador transcripcional" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 104 (21): 8767–72 . Bibcode : 2007PNAS..104.8767K . doi : 10.1073 / pnas.0703195104 . PMC 1885577. PMID 17502622 .
- ↑ Suttie, JW (1993-03-01). "Síntesis de proteínas dependientes de la vitamina K" (PDF) . FASEB Journal . 7 (5). Federación de Sociedades Americanas de Biología Experimental: 445– 52. doi : 10.1096/fasebj.7.5.8462786 . PMID 8462786. S2CID 805045. Recuperado el 17 de noviembre de 2014 .
- ↑ Coban, A; Bornberg-Bauer, E; Kemena, C (diciembre de 2022). "Evolución de dominios de proteínas de la cascada de coagulación sanguínea de vertebrados" . Journal of Molecular Evolution . 90 (6): 418– 428. Bibcode : 2022JMolE..90..418C . doi : 10.1007/s00239-022-10071-3 . PMC 9643190. PMID 36181519 .
- ↑ Muller, MP; Morrissey, JH; Tajkhorshid, E (16 de agosto de 2022). "Visión molecular de la unión preferencial del dominio Gla del factor VII al ácido fosfatídico" . Biochemistry . 61 ( 16): 1694– 1703. doi : 10.1021/acs.biochem.2c00266 . PMC 9637449. PMID 35853076 .
- ↑ Leurs, N; Martinand-Mari, C; Ventéo, S; Haitina, T; Debiais-Thibaud, M (2021). " Evolución de los genes de las proteínas Gla de la matriz y del hueso en vertebrados con mandíbulas" . Frontiers in Genetics . 12 620659. doi : 10.3389/fgene.2021.620659 . PMC 8006282. PMID 33790944 .
- ↑ Kulman, JD; Harris, JE; Nakazawa, N; Ogasawara, M; Satake, M; Davie, EW (24 de octubre de 2006). "Proteínas dependientes de la vitamina K en Ciona intestinalis, un cordado basal que carece de una cascada de coagulación sanguínea" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 103 (43): 15794– 9. Bibcode : 2006PNAS..10315794K . doi : 10.1073/pnas.0607543103 . PMC 1635082. PMID 17043233 .
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