matrix-Gla-protein

H πρωτεΐνη θεμέλιας ουσίας Gla είναι μια πρωτεΐνη που απομονώθηκε από εκχυλίσματα CaCl2/ουρίας απιονισμένης θεμέλιας ουσίας οστών βοοειδών. Αυτή η πρωτεΐνη έχει πέντε έως έξι υπολείμματα του εξαρτώμενου από τη βιταμίνη Κ αμινοξέος, γάμμα-καρβοξυγλουταμινικού οξέος (Gla), και αναλόγως την ονομάσαμε πρωτεΐνη θεμέλιας ουσίας Gla. 

Η πρωτεΐνη θεμέλιας ουσίας  Gla είναι μια πρωτεΐνη 15.000 dalton της οποίας η σύνθεση αμινοξέων περιλαμβάνει έναν απλό δισουλφιδικό δεσμό. Η απουσία 4-υδροξυπρολίνης στην πρωτεΐνη θεμέλιας ουσίας  Gla δείχνει ότι δεν είναι πρόδρομος της πρωτεΐνης θεμέλιας ουσίας Gla των οστών, πρωτεΐνης 5.800 dalton που έχει ένα υπόλειμμα 4-υδροξυπρολίνης στη θέση 9 στην αλληλουχία της. Η πρωτεΐνη θεμέλιας ουσίας Gla επίσης δεν αντιδρά διασταυρούμενα με αντισώματα που δημιουργούνται κατά της πρωτεΐνης Gla των οστών[1]. 

 Η οστεοκαλσίνη (OC ή πρωτεΐνη Gla των οστών, BGP) και η πρωτεΐνη της θεμέλιας ουσίας Gla  (MGP) είναι δύο μέλη της αναπτυσσόμενης οικογένειας πρωτεϊνών που εξαρτώνται από τη βιταμίνη Κ (VKD). Ήταν οι πρώτες πρωτεΐνες που βρέθηκε ότι δεν εμπλέκονται στην πήξη και συντέθηκαν εκτός του ήπατος. 

Και οι δύο πρωτεΐνες απομονώθηκαν από τα οστά, αν και είναι πλέον γνωστό ότι μόνον η οστεοκαλσίνη συντίθεται από οστικά κύτταρα υπό κανονικές φυσιολογικές συνθήκες, αλλά επειδή και οι δύο πρωτεΐνες μπορούν να δεσμεύσουν ασβέστιο και υδροξυαπατίτη, μπορούν επίσης να συσσωρευτούν στα οστά. 

Τόσο η οστεοκαλσίνη όσο και και η πρωτεΐνη της θεμέλιας ουσίας Gla μοιράζονται παρόμοια δομικά χαρακτηριστικά, τόσο όσον αφορά τους τομείς πρωτεϊνών όσο και την οργάνωση γονιδίων. Το γονίδιο οστεοκαλσίνης είναι πιθανό να εμφανίστηκε από το MGP μέσω ενός διπλασιασμού γονιδίου που συνέβη ταυτόχρονα με την εμφάνιση των οστέινων σπονδυλωτών. 

Παρά τη σχετικά στενή τους σχέση και το γεγονός ότι και οι δύο αυτές πρωτείνες μπορούν να δεσμεύσουν το ασβέστιο και να επηρεάσουν την ανοργανοποίηση, οι λειτουργίες τους δεν είναι περιττές και έχουν επίσης άλλες άσχετες λειτουργίες. Είναι ενδιαφέρον ότι αυτές οι δύο πρωτεΐνες φαίνεται να ακολούθησαν αρκετά διαφορετικές εξελικτικές στρατηγικές για να αποκτήσουν νέες λειτουργικές δραστηριότητες, με την οστεοκαλσίνη  να ακολουθεί μια στρατηγική διπλασιασμού γονιδίων, ενώ η μεταβλητότητα της  πρωτεΐνης της θεμέλιας ουσίας Gla  (MGP) ελήφθη κυρίως με τη χρήση πολλαπλών προαγωγέων και εναλλακτικού ματίσματος, οδηγώντας σε πρωτεΐνες με πρόσθετα λειτουργικά χαρακτηριστικά και εναλλακτικές γονιδιακές ρυθμιστικές οδούς[2]. 

Η πρωτεΐνη θεμέλιας ουσίας  Gla [MatrixGlaprotein (MGP)] είναι μια πρωτεΐνη, που εξαρτάται από  τη βιταμίνη Κ και η οποία συντίθεται στα οστά και σε πολλά άλλα μεσεγχυματικά κύτταρα. Επίσης  εκφράζεται σε μεγάλο βαθμό από τα αγγειακά λεία μυϊκά κύτταρα  [vascularsmoothmusclecells(VSMCs)] και τα χονδροκύτταρα. 

Πολυάριθμες μελέτες έχουν επιβεβαιώσει ότι η MGP δρα ως αναστολέας ασβεστοποίησης , αν και ο μηχανισμός δράσης δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητός. Η ρύθμιση της ασβεστοποίησης των ιστών από την MGP ρυθμίζεται δυνητικά με διάφορους τρόπους, συμπεριλαμβανομένης της άμεσης αναστολής της καθίζησης φωσφορικού ασβεστίου, του σχηματισμού κυστιδίων της θεμέλιας ουσίας (MVs), του σχηματισμού αποπτωτικών σωμάτων (ABs) και της δια-διαφοροποίησης των αγγειακών λείων μυικών κυττάρων (VSMCs).

 Η MGP εμφανίζεται με τέσσερεις μορφές,  δηλαδή η  πλήρως καρβοξυλιωμένη (cMGP), υποκαρβοξυλιωμένη, δηλ. ελάχιστα καρβοξυλιωμένη (ucMGP), φωσφορυλιωμένη (pMGP) και μη φωσφορυλιωμένη (desphospho, dpMGP). 

Υπάρχουν επί του παρόντος διαθέσιμες μέθοδοι ELISA που μπορούν να ανιχνεύσουν τις διάφορες μορφές  MGP. Η έκφραση του γονιδίου MGP μπορεί να ρυθμιστεί μέσω διαφόρων μηχανισμών που έχουν τη δυνατότητα να γίνουν γονιδιωματικοί βιοδείκτες για την πρόβλεψη της εξέλιξης της αγγειακής ασβεστοποίησης (VC). Η αγγειακή ασβεστοποίηση είναι ένας καθιερωμένος παράγοντας κινδύνου για καρδιαγγειακή νόσο και είναι ιδιαίτερα διαδεδομένος σε άτομα με χρόνια νεφρική νόσο (ΧΝΝ). Η ειδική δράση της πρωτεΐνης θεμέλιας ουσίας  Gla δεν είναι ακόμη ξεκάθαρα κατανοητή, αλλά θα μπορούσε να εμπλέκεται στη λειτουργική αναστολή των BMP-2 και BMP-4, εμποδίζοντας την εναπόθεση κρυστάλλων ασβεστίου και προστατεύοντας τη φωλιά (nidus) από ασβεστοποίηση[7]. 

Η αγγειακή ενασβεστίωση κάποτε θεωρούνταν ως προχωρημένο στάδιο μόνο της αθηρωματοσκλήρυνσης. Ωστόσο, η ενασβεστίωση θεωρείται επί του παρόντος ως εξαιρετικά ρυθμιζόμενη και δυνητικά αναστρέψιμη διαδικασία. Η πρωτεΐνη της θεμέλιας ουσίας  Gla (Matrix Gla protein, MGP) αντιπροσωπεύει φυσικό αναστολέα της αγγειακής ασβεστοποίησης, ενώ η βιταμίνη Κ είναι βασικός συν-παράγοντας της ωρίμανσης της στην ενεργό μορφή. Υπάρχουν συσσωρευμένες ενδείξεις ότι η κατάσταση της βιταμίνης Κ και η αντίστοιχη δραστηριότητα MGP μπορεί να επηρεάσουν τον καρδιαγγειακό κίνδυνο[3]. 

Η πρωτεΐνη της θεμέλιας ουσίας Gla (MGP), εξαρτάται από τη βιταμίνη Κ. Είναι ο πιο ισχυρός φυσικός αναστολέας της ασβεστοποίησης ή ενασβεστίωσης στο ανθρώπινο σώμα. Για να γίνει βιολογικά ενεργή η πρωτεΐνη της θεμέλιας ουσίας Gla ( MGP) πρέπει να υποβληθεί σε καρβοξυλίωση και φωσφορυλίωση που εξαρτάται από τη βιταμίνη Κ. Η έλειψη ή ανεπάρκεια της βιταμίνης Κ οδηγεί στην ανενεργή μη καρβοξυλιωμένη, αποφωσφορυλιωμένη μορφή της πρωτεΐνη της θεμέλιας ουσίας Gla  MGP[dephosphorylated form of MGP (dpucMGP)][4].

H πρωτεΐνη θεμέλιας ουσίας Gla είναι αναστολέας της αγγειακής ασβεστοποίησης ή ενασβεστίωσης.

Η πρωτεΐνη θεμέλιας ουσίας Gla είναι μια εξαρτώμενη από τη βιταμίνη Κ πρωτεΐνη που εκκρίνεται από τα χονδροκύτταρα και τα λεία μυϊκά κύτταρα των αγγείων. Η παρουσία της πρωτεΐνης θεμέλιας ουσίας Gla αναφέρθηκε στα αρτηριακά και φλεβικά τοιχώματα, στους πνεύμονες, στα νεφρά, στη μήτρα, στην καρδιά, στην οστεΐνη  των δοντιών και στα μάτια. Αρκετές μελέτες εντόπισαν πρωτεΐνη θεμέλιας ουσίας Gla στην παθολογική ανατομική όγκων. 

Μέχρι πρόσφατα, πιστευόταν ότι είχε μόνο ανασταλτικό ρόλο της φυσιολογικής και έκτοπης ασβεστοποίησης. Νέες μελέτες έδειξαν ότι παίζει επίσης ρόλο στη φυσιολογική και παθολογική αγγειογένεση, καθώς και στην ογκογένεση[5]. 

Συμπέρασμα: Πρωτεΐνη που συμμετέχει ενεργά στην ενασβεστίωση. Η MGP προλαβαίνει το ασβέστιο να κτιστεί και να ενασβεστιώσει τις αρτηρίες. Για να συμβεί αυτό πρέπει να υπάρχουν επαρκείς ποσότητες βιταμίνης Κ2.

Αν υπάρχουν χαμηλά επίπεδα βιταμίνης Κ2, η MGP  αδυνατεί να εκτελέσει τις αρτηριοπροστατευτικές της ιδιότητες και να ανακόψει την ενασβεστίωση των αρτηριών.

Οι υγιείς αρτηρίες μπορεί να περιέχουν μικρή έως και 100 φορές περισσότερη βιταμίνη Κ2 από τις ενασβεστιωμένες αρτηρίες. Όταν αποκαθίσταται ο εφοδιασμός του σώματος με βιταμίνη Κ2, υπάρχει η δυνατότητα αναστροφής της δόμησης ασβεστίου που προκαλείται από την έλλειψη βιταμίνης Κ2.