K-vitamincykelns potenta antioxidativa aktivitet vid mikrosomal lipidperoxidation

I K-vitamincykeln regenereras vitamin K-hydrokinon, den aktiva kofaktorn för gamma-glutamylkarboxylas, kontinuerligt. De successiva vägarna innehåller oxidation av hydrokinonet till epoxid, följt av reduktion till kinonet och reduktion till hydrokinonet. Vitamin K-hydrokinon är en potent radikalavskiljare (Mukai et al., J Biol Chem 267: 22277-22281, 1992). Vi testade den potentiella antioxidativa aktiviteten hos vitamin K-cykeln i lipidperoxidationsreaktioner (tiobarbitursyre reaktiva substanser, TBARS) i mikrosomer från råttlever. Som prooxidant använde vi Fe2+/askorbat, NADPH-Fe3+/ATP och NADPH/CCl4. K-vitamin (< eller = 50 microM) i sig påverkade inte bildningen av TBARS. I kombination med 1 mM dithiothreitol (DTT), den reduktiva kofaktorn för det mikrosomala enzymet vitamin K epoxidreduktas, undertryckte vitamin K lipidperoxidation med en koncentration som blockerade den maximala responsen med 50 % (IC50) på ca 0,2 microM. Vitamin K1 (phyllokinon) och vitamin K2 (menakinon-4) var lika aktiva. Warfarin (5 mikroM) och klorvitamin K (50 mikroM), hämmare av vitamin K epoxidreduktas respektive gamma-glutamylkarboxylas, kunde helt upphäva den antioxidativa effekten. Lipidperoxidation var omvänt relaterad till mängden vitamin K-hydrokinon i reaktionen. Vitamin K-epoxidreduktas verkade känsligt för lipidperoxidation, där hälften av aktiviteten förlorades inom 10 minuter vid oxidation med NADPH/CCl4. Inaktiveringen kunde dämpas av antioxidanter som E-vitamin, reducerat glutation och menadion och även av ett K-vitamin i kombination med DTT, men inte av superoxiddismutas och katalas. Resultaten visar att K-vitamincykeln kan fungera som en potent antioxidant, att den aktiva arten med all sannolikhet är K-vitamin-hydrokinon och att den primära reaktionsprodukten är semikinonet. Resultaten visar också att reaktionsprodukten bearbetas i vitamin K-cykeln för att återskapa vitamin K-hydrokinon.