[轉貼] 維生素K

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維生素K是指具萘醌基的衍生物(2-methilo-naphthoquinone) 人類的維生素，具疏水性(即不溶於水)。它是一些特定蛋白質轉譯後所必需的，尤其是血液凝固中必備的蛋白質。維生素K2(甲基萘醌menaquinone, menatetrenone)通常在動物腸中由細菌製造，因缺乏維生素K是極為罕見的，除非腸道有嚴重損傷。

化學結構

維生素K是一族類似結構的化合物，其共同有甲基化萘醌環，但是在3號位置上的烴側鏈則不同。葉綠醌 (Phylloquinone. 也稱為維生素 K1) 側鏈上具四個異戊二烯 isoprenoid 殘基，其中一個是不飽知的。甲基萘醌 (menaquinone, 維生素 K2) 側鏈上不飽知的異戊二烯鏈的數目不等，通常簡稱為MK-n，n代表異戊二烯鏈的數目。MK-4，5，7與維生素K1活性相等。MK-1隻有維生素K1的1%活性，MK-10也只有30～49%的活性。甲萘醌 (Menadione, 維生素K3）是人工合成產物。


生理學

維生素K參與某特定的蛋白質中的穀氨酸的gamma位置的羧化作用，這些gamma-羧化穀氨酸(縮寫為 Gla)參與鈣離子結合，而具 Gla殘基對活性是必需的蛋白質統稱Gla-蛋白質。目前，有14個人類的Gla-蛋白質被發現，它們參與以下生理作用：

血液凝固 (prothrombin (factor II), factors VII, IX, X, protein C, protein S and protein Z)
骨質新陳代謝
血管

疾病中角色

維生素K發生缺乏的原因是由於在腸中吸收被干擾(例如膽管阻塞)或由於治療或意外服用維生素K拮抗劑，而因營養缺乏引致維生素K缺乏症是很罕見的。由於維生素K的缺乏而使 Gla 殘基不能或只部分生成，因此Gla 蛋白質是不活化。以上提及的三個生理功能缺乏控制也許導致以下:不可控制大量出血風險、軟骨鈣化和嚴重變形的骨質生長；或不可溶的鈣鹽沈積在動脈壁上。


發現

在20年代晚期， 丹麥科學家Henrik Dam研究以膽固醇量低飼料養雞觀察膽固醇的角色。幾個星期後， 動物被開始有出血現象和開始流血。這些毛病不能以增加膽固醇量低飼料來恢復健康。似乎暗示某化合物與膽固醇一起從食物被提取出來，因外這種化合物稱凝血維生素。這個新的維生素以K標示是因為最初的發現在德國學報報告， 德文便是Koagulations 維生素。聖路易士大學的Edward Adelbert Doisy 再加以研究，因比發現其結構及化學特性。Dam 和Doisy 在維生素K 的研究貢獻而同時分享1943 年醫學諾貝爾獎。 Louis Fieser 是第一個成功以化學合成這維生素。

幾十年來，雞模型的維生素缺乏症是唯一的方法定量各種食物中的維生素K : 小雞先被引起維生素K缺乏症，然後被餵食以知含量的維生素K 的食物。血液凝集被飲食恢復的程度被採用為其維生素K 含量指標。

1938年,Harry Pratt Smith, Emory Warner, Kenneth Brinkhous, and Walter Seegers 等在 University of Iowa病理系醫生報道第一個成功以維生素K治療因prothrombin 缺乏的黃疸病病人出血的致命危險。維生素K 的精確作用未被發現。直到1974 年，Stenflo 等從服用大劑量的維生素K拮抗劑warfarin母牛中分離出維生素K-依賴的凝血酶原(prothrombin (Factor II)。正常的凝血酶原含有10個不尋常的氨基酸殘基，且後來被確認為gamma-羧化穀氨酸(Gla) 。但從warfarin處理過的母牛分離之凝血酶原卻有正常穀氨酸，因此便稱為去羧基凝血酶原descarboxyprothrombin 。額外羧基在Gla 上明顯的證明維生素K 作為將穀氨酸Glu轉換成Gla 的羧化反應的角色。


Gla-蛋白質

現在，人類的Gla 蛋白質特性被了解已有一定程度: 凝血因子II(凝血酶原) , VII, IX, 和X 、抗凝血蛋白質C 和S, 和以凝血酶為標的蛋白質Z 、骨Gla 蛋白質-osteocalcin 、鈣化抑制基質Gla 蛋白質(matrix gla protein MGP)， 細胞生長調控的特殊抑長基因6 蛋白質(Gas6) 和當前功能仍未知的穿膜Gla 蛋白質。Gas6 可能透過活化Axl 接受器酪氨酸激酶和刺激細胞增生或防止細胞凋亡。在以上為人所知的例子中， Gla 殘基的是功能必需的。

現已知Gla 蛋白質存在於各種脊椎動物: 哺乳動物、鳥、爬行動物, 和魚。一些澳大利亞蛇毒液便由活化人血凝結的系統。有些情況，活化作用由Gla 蛋白質與磷酸質膜結合因此轉化前凝血因子procoagulant成活化態。

另一有趣無脊椎動物Gla 蛋白質是由芋螺毒素conantokins 形成, 由獵魚蝸牛Conus geographus 產生。這些蝸牛產生的神經毒素具有富含Gla 的肽, 而且足以殺害成年人。