Jurnal Internasional Vitamin K epoxide reductase: bergerak lebih dekat ke alam

Download Jurnal Disini

Dalam edisi ini Darah Chen et al telah menggunakan uji berbasis-sel baru untuk mengevaluasi efek antagonis dari 4 antagonis vitamin K yang diresepkan secara klinis (VKA) pada aktivitas vitamin K epoxide reductase (VKOR) dan mutan VKA-resistantnya di lingkungan seluler alami mereka. 1

Aktivitas enzim dari siklus vitamin K (VK) dalam (A) absen dan (B) kehadiran warfarin. (A) Enzim γ-glutamil karboksilase (GGCX) (aktivitas 1) dengan kofaktor vitamin K hidrokuinon (VKH 2) memfasilitasi transformasi glutamat yang terikat peptida (Glu) menjadi residu γ-karboksi-glutamat (Gla) dan sintesis dan sekresi berikutnya dari protein-protein yang tergantung karboksilasi, reaksi γ-karboksilasi menghasilkan pembentukan epoksida VK (VK> O), yang direduksi menjadi VK quinone oleh enzim VK epoxide reductase (VKOR) (aktivitas 2) .VK quinone kemudian direduksi menjadi VKH 2 kofaktor oleh 1 atau lebih NAD yang tidak teridentifikasi (P) H- reductases tergantung (aktivitas 3), atau mungkin oleh VKOR itu sendiri (aktivitas 2), untuk menyelesaikan siklus. (B) Di hadapan antagonis vitamin K (VKA) seperti warf arin, VKOR (aktivitas 2) dihambat, menghasilkan sintesis dan sekresi spesies yang tidak aktif dari protein undercarboksilasi yang disebut protein yang disebabkan oleh ketidakhadiran vitamin K atau antagonisme (PIVKAs). Mengingat cukup masukan vitamin K ke dalam siklus, jalur alternatif quinone reductase (aktivitas 3) dapat melewati VKOR untuk menyediakan substrat VKH 2 untuk GGCX dan karenanya mengatasi aksi penghambatan warfarin, bahkan di bawah blokade ekstrim. . Direproduksi dengan izin dari Shearer dan Okano. 3

VKA pertama yang digunakan secara klinis adalah bishydroxycoumarin (dicumarol), senyawa yang diidentifikasi oleh kelompok Link di Wisconsin sebagai hadir antikoagulan di semanggi manis manja yang merupakan penyebab dari sering mematikan penyakit hemoragik pada sapi. 2 Uji klinis dari dicumarol sebagai antikoagulan oral dimulai pada tahun 1940 dan, dalam 2 tahun, lebih dari 100 terkait 3-substitusi, 4-hydroxycoumarins telah disintesis oleh laboratorium Link untuk biokimia dan penilaian klinis. Salah satu senyawa ini adalah warfarin yang awalnya dianggap terlalu ampuh untuk penggunaan klinis tetapi yang pikiran Link akan membuat rodentisida yang ideal. 2 Memang, setelah diperkenalkan pada tahun 1948, warfarin merevolusi kontrol hewan pengerat dan, setelah usaha bunuh diri yang gagal oleh seorang perwira angkatan laut, sama-sama merevolusi terapi antikoagulan oral. 2 Saat ini, warfarin masih merupakan VKA oral yang paling sering diresepkan, tetapi beberapa negara menggunakan 4-hydroxycoumarins acenocoumarol dan phenprocoumon atau 1,3 -individu derivatif fluindione. Semua VKA ini diperkenalkan ke dalam praktik klinis tanpa banyak pengetahuan tentang mekanisme aksi molekuler mereka. Baru pada tahun 1970-an, enzim VKOR diidentifikasi sebagai enzim target yang, ketika dihambat, menghambat sintesis faktor-faktor koagulasi yang tergantung pada hati (γ-karboksilasi) yang tergantung pada hati (lihat gambar). 3 Karena mekanisme tidak langsung dari aksi VKA, dosis warfarin tunggal yang menghalangi tidak menghasilkan respon hipoprothrombinemic maksimum sampai 2 sampai 4 hari setelah pemberian. 4 Respon farmakodinamik yang tertunda ini bersama dengan variabel farmakokinetik membuat sulit untuk membandingkannya. potensi in vivo VA yang berbeda pada manusia.

2 enzim utama dari siklus vitamin K, γ-glutamil karboksilase (GGCX) dan VKOR, adalah protein membran integral yang berada di retikulum endoplasma sel dan memerlukan bentuk kofaktor dari vitamin K yang sendiri bersifat hidrofobik. Untuk VKOR, kesulitan dalam mengevaluasi hubungan struktur-fungsi adalah bahwa uji fungsional tradisional dilakukan dalam fraksi mikrosomal deterjen yang menggunakan reduktan redithant dithiothreitol (DTT) sebagai pengganti untuk reductant fisiologis yang tidak diketahui. Kalsifikasi yang melekat pada tes yang digerakkan DTT sering memberikan gambaran yang tidak akurat tentang aktivitas VKOR in vivo. Setelah menggunakan tes tersebut, hanya sekitar sepertiga varian VKOR missense yang didefinisikan sebagai tahan terhadap VKAs generasi pertama pada manusia atau hewan pengerat menunjukkan tingkat resistensi yang diharapkan. 57 [19659025] Studi tentang GGCX dan VKOR telah meningkat secara signifikan dengan pengenalan tes reporter berbasis sel dalam hubungannya dengan teknik pengeditan gen. 8 Prinsipnya adalah untuk mengekspresikan protein reporter vitamin K-dependent chimeric di sel mamalia di mana status reporter-karboksilasi dapat dengan mudah diukur dengan tes immunosorbent enzim-linked. Dengan cara ini, seseorang dapat melumpuhkan gen spesifik yang diinginkan (GGCX atau VKOR) dalam garis sel reporter dan memperkenalkan gen rekombinan yang mengekspresikan mutan yang diinginkan di tempatnya. [19659028] 8

Tujuan pertama dari Chen et al adalah untuk membuat perbandingan langsung dari potensi penghambatan 4 VKA klinis yang diukur dengan efisiensi karboksilasi dari protein reporter chimeric dan konsentrasi penghambatan setengah maksimal dari masing-masing VKA. Temuan menonjol adalah bahwa efektivitas penghambatan VKOR tipe liar mengikuti urutan acenocoumarol> phenprocoumon> warfarin> fluindione, dengan kemanjuran acenocoumarol menjadi lima kali lipat hingga delapan kali lipat lebih tinggi dibandingkan dengan VKA lainnya. Pengamatan ini kemudian diperluas ke penentuan efisiensi karboksilasi dalam pengujian berbasis sel yang sama ketika sel-sel tersebut mengekspresikan masing-masing dari 27 VKOR yang resisten secara klinis yang diidentifikasi dari VKOR. Subpenelitian ini menetapkan bahwa sebagian besar tetapi tidak semua mutasi VKOR ini menunjukkan tingkat resistensi yang konsisten dengan gambaran klinis. Acenocoumarol, yang telah terbukti menjadi inhibitor yang paling kuat dari karboksilasi bergantung pada VKOR, menunjukkan variabilitas respon yang paling rendah di antara 27 varian yang resisten.

Pertanyaan lain adalah apakah 27 mutasi VKA-tahan dari VKOR menunjukkan berkurangnya aktivitas VKOR dengan tidak adanya VAS, seperti yang telah ditemukan untuk beberapa varian menggunakan uji yang didorong DTT. 5 Chen et al menunjukkan bahwa semua 27 varian berfungsi penuh dalam uji berbasis sel mereka, yang konsisten dengan temuan dari hemostasis normal pada orang-orang yang tidak divikoagulasi dengan varian yang resisten ini. Menariknya, ada korelasi yang baik antara varian antara pengikatan warfarin dan vitamin K epoxide ke VKOR, menunjukkan bahwa mutasi mempengaruhi bagaimana obat dan substrat mengikat enzim.

Singkatnya, Chen et al menyajikan yang pertama perbandingan kuantitatif yang komprehensif dari interaksi 4 VBA umum dengan VKOR dan varian VKA-tahan dalam model seluler yang sangat mirip dengan lingkungan membran di mana siklus vitamin K beroperasi. Tidak semua VKT VKOR yang teridentifikasi secara klinis mengalami mutasi yang menyebabkan aktivitas VKOR tahan VKA, bahkan dalam sistem berbasis sel ini; ini menunjukkan bahwa faktor lain selain VKOR bertanggung jawab atas ketahanan klinis mereka. Sangat tidak mungkin bahwa data akan, atau seharusnya, menyebabkan dokter mengubah praktik mereka saat ini kecuali mungkin (seperti yang disarankan penulis) untuk memasukkan mutasi missense yang relevan dalam algoritma dosis. Pada kesempatan langka bahwa mutasi resisten ditemukan di klinik, Chen et al menyajikan bukti bahwa untuk beberapa mutasi, tingkat resistensi berbeda secara luas antara VBA yang berbeda. Dalam kasus seperti itu, mungkin bermanfaat untuk beralih ke VKA yang dalam model ini memprediksi kebutuhan dosis yang lebih rendah untuk antikoagulan yang stabil. Faktor relevan lainnya yang tidak diperhitungkan oleh data adalah efek stereoisomerisme dan metabolisme VKA. Sebagai contoh, menggunakan sistem assay berbasis-sel yang serupa, Haque et al 9 menunjukkan penghambatan VKOR diferensial oleh enantiomer warfarin (S> R) konsisten dengan potensi in vivo mereka dan bahwa 10-hydroxywarfarin dan warfarin alkohol metabolit menunjukkan penghambatan signifikan VKOR. Terlepas dari VKA yang digunakan secara klinis, VAS generasi kedua yang termasuk dalam apa yang disebut keluarga superwarfarin adalah rodentisida yang kuat dan berfungsi panjang yang menimbulkan risiko kesehatan yang signifikan dari keracunan yang tidak disengaja dan tidak disengaja. 10 Ini harus terbukti menjadi daerah berbuah untuk aplikasi tes berbasis sel baru ini.

Download Jurnal Disini

Tags: