De krachtige antioxidantwerking van de vitamine K-cyclus in microsomale lipide peroxidatie

In de vitamine K-cyclus wordt vitamine K-hydrochinon, de actieve cofactor voor gamma-glutamylcarboxylase, voortdurend geregenereerd. De opeenvolgende routes bevatten oxidatie van het hydrochinon tot het epoxide, gevolgd door reductie tot het chinon en reductie tot het hydrochinon. Vitamine K-hydrochinon is een krachtige radicaalvanger (Mukai et al., J Biol Chem 267: 22277-22281, 1992). Wij testten de potentiële antioxidantwerking van de vitamine K-cyclus in lipide-peroxidatiereacties (thiobarbituurzuur reactieve stoffen, TBARS) in rattenlever microsomen. Als prooxidant gebruikten we Fe2+/ascorbaat, NADPH-Fe3+/ATP, en NADPH/CCl4. Vitamine K (< of = 50 microM) alleen had geen invloed op de vorming van TBARS. In combinatie met 1 mM dithiothreitol (DTT), de reductieve cofactor voor het microsomale enzym vitamine K epoxide reductase, onderdrukte vitamine K de lipide peroxidatie met een concentratie die de maximale respons met 50% blokkeerde (IC50) van ca. 0,2 microM. Vitamine K1 (fylloquinon) en vitamine K2 (menaquinon-4) waren even actief. Warfarine (5 microM) en chloro-vitamine K (50 microM), remmers van respectievelijk vitamine K epoxide reductase en gamma-glutamylcarboxylase, waren in staat om het antioxidant effect volledig te elimineren. Lipide peroxidatie was omgekeerd evenredig met de hoeveelheid vitamine K-hydrochinon in de reactie. Vitamine K epoxide reductase leek gevoelig voor lipide peroxidatie, waarbij de helft van de activiteit verloren ging binnen 10 minuten tijdens oxidatie met NADPH/CCl4. De inactivering kon worden afgezwakt door antioxidanten zoals vitamine E, gereduceerd glutathion en menadion en ook door een vitamine K in combinatie met DTT, maar niet door superoxide dismutase en catalase. De resultaten tonen aan dat de vitamine K-cyclus zou kunnen fungeren als een krachtige antioxidant, dat de actieve soort naar alle waarschijnlijkheid vitamine K-hydrochinon is, en dat het primaire reactieproduct het semiquinon is. De resultaten tonen ook aan dat het reactieproduct wordt verwerkt in de vitamine K-cyclus om vitamine K-hydrochinon te regenereren.