Витамин K предотвращает гибель клеток: новая функция давно известной молекулы

Исследователи из Helmholtz Munich обнаружили новую функцию витамина K, известного своей ролью в процессе свёртывания крови. Они выяснили, что полностью восстановленная форма витамина K действует как антиоксидант, эффективно подавляя ферроптоз — форму гибели клеток, в которой важную роль играет клеточное железо и которая характеризуется окислительным разрушением клеточных мембран. Кроме того, команда идентифицировала фермент FSP1 как восстанавливающий витамин K фермент, нечувствительный к варфарину, чья идентичность оставалась неизвестной более полувека.

Ферроптоз связан с развитием болезни Альцгеймера, острых повреждений органов и многих других заболеваний. Таким образом, новые данные предполагают, что лечение витамином K может стать новой мощной стратегией для смягчения этих связанных с ферроптозом болезней.

Витамин K — мощный супрессор ферроптоза

Чтобы найти новые молекулы, регулирующие ферроптоз, команда под руководством доктора Эйкана Мисимы и доктора Маркуса Конрада систематически изучила ряд природных витаминов и их производных. «К нашему удивлению, мы установили, что витамин K, включая филлохинон (витамин K1) и менахинон-4 (витамин K2), способен эффективно спасать клетки и ткани от ферроптоза», — пояснил доктор Эйкан Мисима, первый автор исследования.

Разгадка давно разыскиваемого фермента, восстанавливающего витамин K, — FSP1

Исследовательская группа обнаружила, что полностью восстановленная форма витамина K (гидрохинон витамина K) действует как сильный липофильный антиоксидант и предотвращает ферроптоз, улавливая кислородные радикалы в липидных бислоях. Кроме того, они выявили, что фермент FSP1 эффективно восстанавливает витамин K до гидрохинона витамина K, запуская новый, неканонический цикл витамина K. Поскольку витамин K критически важен для процессов свёртывания крови, команда также показала, что FSP1 отвечает за путь восстановления витамина K, нечувствительный к варфарину — одному из наиболее часто назначаемых антикоагулянтов.

Прорыв в понимании метаболизма витамина K

Раскрытие идентичности этого фермента решило последнюю загадку метаболизма витамина K в свёртывании крови и объяснило молекулярный механизм того, почему витамин K является антидотом при передозировке варфарина.

«Наши результаты связывают две области: исследования ферроптоза и биологию витамина K. Они послужат трамплином для разработки новых терапевтических стратегий для заболеваний, в которых задействован ферроптоз», — отметил доктор Маркус Конрад.

Учитывая, что ферроптоз, вероятно, является одним из древнейших типов гибели клеток, исследователи предполагают, что витамин K может быть одним из самых древних типов природных антиоксидантов. «Таким образом, ожидается раскрытие новых аспектов роли витамина K в ходе эволюции жизни», — объяснил доктор Маркус Конрад.

Исследование опубликовано в журнале Nature.