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{{Infobox Protein
| Name =
| Bild = Protein GC PDB 1j78.png
| Bild_legende = {{PDB|1j78}}
| PDB = s. UniProt
| Groesse = 458 Aminosäuren
| Kofaktor =
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| Isoformen =
| HGNCid = 4187
| Symbol = GC
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| OMIM = 139200
| UniProt = P02774
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| Homolog_fam = VDBP
| Taxon = [[Euteleostomi]]
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| Orthologe =
}}
Das '''Vitamin-D-bindende Protein (VDBP)''' (auch: '''Gruppenspezifische Komponente''', Gen-Name: ''GC'') ist ein Protein, das in [[Wirbeltiere]]n [[Vitamin D|Vitamin-D-Metabolite]] bindet und so hauptsächlich ihren Transport im Blutstrom vermittelt. Man findet es beim Menschen auch im [[Liquor cerebrospinalis]], in [[Aszites]]flüssigkeit und auf der Oberfläche einiger Zelltypen. Neben seinen Vitamin-D-bindenden Eigenschaften bindet es auch [[Aktin]] und spielt eine Rolle in der [[Chemotaxis]]. DBP gehört zu der Familie der [[Albumin]]e und ist ein [[Glykoprotein]].

== Allgemeine Funktion ==
Das wichtigste Trägerprotein für Vitamin D3 und seine Intermediate ist das Vitamin-D-bindende Protein (DBP), welches Vitamin-D-Metabolite mit hoher [[Affinität (Biochemie)|Affinität]] in folgender Reihenfolge bindet: 25(OH)D3 = 24,25(OH)2D3 > 1,25(OH)2D3 > D3. Die Plasmaspiegel von Vitamin-D-bindendem Protein sind 20-mal höher als die Gesamtmenge der Vitamin-D-Metaboliten, von denen im Blut weniger als 1 % frei, also ungebunden vorkommen. Etwa 85–90 % sind hingegen an VDBP und 10–15 % an [[Albumin]] und andere [[Lipoprotein]]e gebunden. Das Vitamin-D-bindende Protein hat unter normalen Bedingungen eine maximale Bindungskapazität für Vitamin-D-Metabolite von ca. 1900 ng/ml.<ref name="Vieth2001">{{cite journal |author=Vieth R |title=Simple method for determining specific binding capacity of vitamin D-binding protein and its use to calculate the concentration of "free" 1,25-dihydroxyvitamin D |journal=Clin. Chem. |volume=40 |issue=3 |pages=435–41 |year=1994 |month=March |pmid=7510592 |doi= }}</ref> Da vermutlich nur der geringe freie Anteil der Vitamin-D-Metaboliten verstoffwechselt werden kann oder hormonelle Wirkungen entfaltet, dient das DBP im Wesentlichen als [[Puffer (Chemie)|Pufferfunktion]] gegen Spiegel-Schwankungen im Gewebe und als Reservoir. Darüber hinaus hilft es bei der Rückabsorption freien Vitamin Ds durch [[Megalin]] in der Niere.<ref name="Dusso">{{cite journal |author=Dusso AS, Brown AJ, Slatopolsky E |title=Vitamin D |journal=Am. J. Physiol. Renal Physiol. |volume=289 |issue=1 |pages=F8–28 |year=2005 |month=July |pmid=15951480 |doi=10.1152/ajprenal.00336.2004 |url=}}</ref>

Klinische Studien und Tiermodelle haben gezeigt, dass DBP ein wichtiger Faktor bei der Entfernung von Aktin aus dem Blutplasma ist, das während [[Nekrose]]n oder Verletzungen frei wird. Außerdem ist es an der körperlichen Antwort auf Verletzungen als [[Makrophage]]n-aktivierender Faktor, durch chemotaktische Aktivität von [[Neutrophile]]n und durch Verstärkung [[Komplementkomponente C5|C5a]]-vermittelter Signale beteiligt.<ref>{{cite journal |author=Gressner O, Meier U, Hillebrandt S, u. a.|title=Gc-globulin concentrations and C5 haplotype-tagging polymorphisms contribute to variations in serum activity of complement factor C5 |journal=Clin. Biochem. |volume=40 |issue=11 |pages=771–5 |year=2007 |month=July |pmid=17428459 |doi=10.1016/j.clinbiochem.2007.02.001 |url=}}</ref><ref>{{cite journal |author=Meier U, Gressner O, Lammert F, Gressner AM |title=Gc-globulin: roles in response to injury |journal=Clin. Chem. |volume=52 |issue=7 |pages=1247–53 |year=2006 |month=July |pmid=16709624 |doi=10.1373/clinchem.2005.065680 |url=}}</ref>

Varianten von DBP sind mit einem erhöhten Vitamin-D-Bedarf bei [[Dialyse]]-Patienten assoziiert. Die Anwesenheit der Isoform GC2 des Proteins stellt möglicherweise einen Risikofaktor für familiäre [[amyotrophe Lateralsklerose]] (FALS) dar. Dieselbe Variante verringerte in einer anderen Studie das Risiko an [[Brustkrebs]] zu erkranken.<ref>{{cite journal |author=Speeckaert MM, Glorieux GL, Vanholder R, u. a.|title=Vitamin D binding protein and the need for vitamin D in hemodialysis patients |journal=J Ren Nutr |volume=18 |issue=5 |pages=400–7 |year=2008 |month=September |pmid=18721734 |doi=10.1053/j.jrn.2008.04.013 |url=}}</ref><ref>{{cite journal |author=Palma AS, De Carvalho M, Grammel N, u. a. |title=Proteomic analysis of plasma from Portuguese patients with familial amyotrophic lateral sclerosis |journal=Amyotroph Lateral Scler |volume=9 |issue=6 |pages=339–49 |year=2008 |month=December |pmid=18608108 |doi=10.1080/17482960801934239 |url=}}</ref><ref>{{cite journal |author=Abbas S, Linseisen J, Slanger T, u. a.|title=The Gc2 allele of the vitamin D binding protein is associated with a decreased postmenopausal breast cancer risk, independent of the vitamin D status |journal=Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. |volume=17 |issue=6 |pages=1339–43 |year=2008 |month=June |pmid=18559548 |doi=10.1158/1055-9965.EPI-08-0162 |url=}}</ref>

== Regulation des VDBP-Plasmaspiegels ==
Der Blutspiegel von Vitamin-D-bindendem Protein ist nicht durch Vitamin-D-Metabolite selber reguliert. Er vermindert sich vielmehr bei Leberkrankheiten, [[Mangelernährung]] (verminderte Bildung) und bei [[Nephrotisches Syndrom|nephrotischem Syndrom]] (vermehrte Ausscheidung in der Niere), er erhöht sich bei [[Schwangerschaft]] und [[Östrogen]]therapie. Daneben ist er abhängig von zwei häufigen Polymorphismen, die 80 % der Variation zwischen Afroamerikanern und weißen Amerikanern erklären, und zeigt eine deutliche saisonale Variation.

Die Konzentration von freiem [[Calcitriol|1,25(OH)2D3 (Calcitriol)]] bleibt jedoch gleich, wenn sich der DBP-Spiegel ändert (eines von vielen Beispielen für die vielschichtige und strenge Selbstregulation im Vitamin-D-Stoffwechsel).<ref name="Dusso"/><ref>{{cite journal |author=Zella LA, Shevde NK, Hollis BW, Cooke NE, Pike JW |title=Vitamin D-binding protein influences total circulating levels of 1,25-dihydroxyvitamin D3 but does not directly modulate the bioactive levels of the hormone in vivo |journal=Endocrinology |volume=149 |issue=7 |pages=3656–67 |year=2008 |month=July |pmid=18372326 |doi=10.1210/en.2008-0042 |url=}}</ref>

== VDBP in der Niere ==
In der [[Niere]] wird VDBP glomerulär filtriert. Im [[Bürstensaum]] der [[Proximale Tubuluszelle|proximalen Tubuluszellen]] befindet sich ein Komplex von Proteinen (ein Teil davon ist der DBP-bindende Rezeptor [[Megalin]]), der die rückresorbierende [[Endozytose]] von VDBP aus dem [[Primärharn]] zusammen mit den daran gebundenen Vitamin-D-Metaboliten ermöglicht. Ein VDBP-unabhängiger Transport von 25(OH)D3 in die Nierenzelle muss aber auch möglich sein, da Mäuse, die kein VDBP bilden können, keine [[Rachitis]] bekommen, im Gegensatz zu Mäusen, die über kein Megalin verfügen und ihre Vitamin-D-Metaboliten daher über den Urin verlieren.<ref name="Dusso"/>
In der Tubuluszelle der Niere wird VDBP abgebaut und die daran gebundenen Vitamin-D-Metaboliten werden zur weiteren – vielfältig regulierten – Verstoffwechselung frei.

== Genetik ==
Das Vorläuferprotein wird auf dem Chromosomenabschnitt 4q12-q13 [[Genetischer Code|codiert]], enthält 474 Aminosäuren und hat eine [[Molekülmasse]] von ca. 55 [[Dalton (Einheit)|kDa]]. Es existieren über 80 Varianten des menschlichen VDBP.

Im Wesentlichen gibt es zwei bedeutende [[Polymorphismen]], die die Blut-Konzentration des VDBP und darüber die Konzentration freien Vitamin Ds im Blut beeinflussen. Beides sind [[Einzelnukleotid-Polymorphismus|Einzelnukleotid-Polymorphismen]]. Ein Polymorphismus betrifft das Nukleotid rs7041 und codiert normalerweise ein [[Guanosin]] (G), alternativ ein [[Thymin]] (T), woraus im VDBP an Stelle von [[Glutamin]] dann [[Asparagin]] steht. Die zweite Mutation betrifft rs4588 mit einem Austausch von [[Cytosin]] gegen [[Adenin]], woraus statt [[Threonin]] dann [[Lysin]] eingebaut wird. Daraus ergeben sich drei verschiedene [[Phänotyp]]en (die wegen der alternativen Bezeichnung des VDBP als Gruppenspezifische Komponente typischerweise GC abgekürzt werden):
* '''GC-1F''' mit rs7041-T und rs4588-C findet sich bei 93 % der [[Homozygotie|homozygoten]] [[Afroamerikaner]] und 6 % der homozygoten [[Weißsein|weißen]] Amerikaner und hat die höchste Bindungsaffinität für Vitamin D und seine Metaboliten.
* '''GC-1S''' mit rs7041-G und ebenfalls rs4588-C findet sich bei 5 % der homozygoten Afroamerikaner und 76 % der weiße Amerikaner und hat eine geringere Bindungsaffinität zu Vitamin D und seinen Metaboliten als GC-1F.
* '''GC-2''' mit rs7041-T und rs4588-A findet sich bei 2 % der homozygoten Afroamerikaner und 18 % der homozygoten weißen Amerikaner und hat eine geringere Bindungsaffinität zu Vitamin D und seinen Metaboliten als beide GC-1-Phänotypen.
* Die Variante mit rs7041-G und rs4588-A existiert praktisch nicht.

Bei Afroamerikanern ist der Blutspiegel für VDBP mit mittleren 168 µg/ml gegen 337 µg/ml bei weißen Amerikanern in einer amerikanischen [[Kohortenstudie]] mit über 2000 Teilnehmern signifikant niedriger (und ebenso der 25-OH-Vitamin-D-Spiegel mit mittleren 15,6 ng/ml gegen 25,8 ng/ml). Die beiden Polymorphismen können in einem statistischen Modell fast 80 % der Variation im Blutspiegel des VDBP erklären, während die [[Ethnie]] nur noch 0,1 % der Variation erklärt.<ref>Camille E. Powe, Michele K. Evans, Julia Wenger, Alan B. Zonderman, Anders H. Berg, Michael Nalls, Hector Tamez, Dongsheng Zhang, Ishir Bhan, S. Ananth Karumanchi, Neil R. Powe, Ravi Thadhani: ''Vitamin D–Binding Protein and Vitamin D Status of Black Americans and White Americans''. [[New England Journal of Medicine]] 2013, Band 369, Ausgabe 21 vom 21. November 2013, S. 1991–2000; {{DOI|10.1056/NEJMoa1306357}}.</ref>

== Weblinks ==
* Jassal/D’Eustachio/reactome.org: [https://reactome.org/content/detail/R-HSA-209944 ''Calcidiol binds to DBP in the bloodstream and is delivered to the kidney'']
* [https://www.wikipathways.org/index.php/Pathway:WP1531 Stoffwechselweg zwischen Calcitriol und Vitamin-D-bindendem Protein]

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Transportprotein]]
[[Kategorie:Codiert auf Chromosom 4 (Mensch)]]

Vitamin-D-bindendes Protein - Versionsgeschichte

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