stringtranslate.com

Аполипопротеин

Аполипопротеины — это белки , которые связывают липиды (маслорастворимые вещества, такие как жиры, холестерин и жирорастворимые витамины ) с образованием липопротеинов . Они транспортируют липиды в крови, спинномозговой жидкости и лимфе .

Липидные компоненты липопротеинов нерастворимы в воде. Однако из-за своих детергентоподобных ( амфипатических ) свойств аполипопротеины и другие амфипатические молекулы (такие как фосфолипиды ) могут окружать липиды, создавая липопротеиновую частицу, которая сама по себе водорастворима и, таким образом, может переноситься через жидкости организма (т.е. кровь, лимфа ).

Помимо стабилизации структуры липопротеинов и солюбилизации липидного компонента, аполипопротеины взаимодействуют с липопротеиновыми рецепторами и белками-переносчиками липидов, тем самым участвуя в захвате и клиренсе липопротеинов. Они также служат ферментными кофакторами для специфических ферментов , участвующих в метаболизме липопротеинов. [1]

Аполипопротеины также используются вирусом гепатита С (ВГС) для обеспечения проникновения, сборки и передачи вируса. Они играют роль в вирусном патогенезе и уклонении вируса от нейтрализующих антител. [2]

Функции

При транспорте липидов аполипопротеины действуют как структурные компоненты липопротеиновых частиц, лиганды для рецепторов клеточной поверхности и белков-переносчиков липидов, а также кофакторы для ферментов (например, аполипопротеин C-II для липопротеинлипазы и аполипопротеин AI (апоА1) для лецитин-холестерин-ацилтрансферазы ). [ нужна цитата ]

Различные липопротеины содержат разные классы аполипопротеинов, которые влияют на их функцию.

Аполипопротеин AI (апоА1) является основным структурным белковым компонентом липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), хотя он присутствует в других липопротеинах в меньших количествах. [3] Аполипопротеин A-IV (апоА4) присутствует в хиломикронах , липопротеинах очень низкой плотности (ЛПОНП) и ЛПВП. Считается, что он действует главным образом на обратный транспорт холестерина [4] и абсорбцию липидов в кишечнике посредством сборки и секреции хиломикронов. Предполагается, что ApoA-IV, синтезируемый в гипоталамусе, является фактором насыщения, регулирующим потребление пищи грызунами. [5] [1]

Аполипопротеин B играет особенно важную роль в транспорте липопротеинов, являясь основным организующим белком многих липопротеинов. [1]

Аполипопротеин C-III (apoC3) играет важную роль в липидном обмене, специфично регулируя метаболизм липопротеинов, богатых триглицеридами (TRL). [6]

Аполипопротеин D (apoD) представляет собой растворимый белок-носитель липофильных молекул в нейронах и глиальных клетках центральной и периферической нервной системы, и apoD также может модулировать стабильность и статус окисления этих молекул. [7]

Аполипопротеин Е (апоЕ) играет важную роль в транспорте и поглощении холестерина благодаря своему высокоаффинному взаимодействию с рецепторами липопротеинов, включая рецептор липопротеинов низкой плотности (ЛПНП). АроЕ является основным липопротеином центральной нервной системы . Недавние результаты исследований апоА1 и апоЕ позволяют предположить, что третичные структуры этих двух членов семейства генов обменных аполипопротеинов человека родственны. [8] Трехмерная структура домена апоЕ , связывающего рецептор ЛПНП,указывает на то, что белок образует необычно удлиненный пучок из четырех спиралей, который может быть стабилизирован плотно упакованным гидрофобным ядром , включающим взаимодействия типа лейциновой застежки-молнии и многочисленными солями. мостики на наиболее заряженной поверхности. Основные аминокислоты, важные для связывания рецепторов ЛПНП , сгруппированы в поверхностный участок одной длинной спирали . [9]

Аполипопротеин F (apoF) является одним из второстепенных аполипопротеинов в плазме крови и представляет собой белок, ингибирующий перенос липидов, ингибирующий перенос эфиров холестерина и триглицеридов, опосредованный белком-переносчиком эфира холестерина. [10] [11]

Аполипопротеин М (апоМ) участвует в липидном обмене и проявляет антиатеросклеротические функции и представлен липопротеинами высокой плотности (ЛПВП), липопротеинами низкой плотности (ЛПНП) и липопротеинами очень низкой плотности (ЛПОНП). [12]

Классы

Существует несколько классов аполипопротеинов и несколько подклассов:

Заменяемые аполипопротеины (апоА, апоС и апоЕ) имеют одинаковую геномную структуру и являются членами мультигенного семейства, которое, вероятно, произошло от общего предкового гена . Apo-AI и ApoA4 являются частью кластера генов APOA1/C3/A4/A5 на хромосоме 11 . [14]

Описаны сотни генетических полиморфизмов аполипопротеинов, многие из которых изменяют их структуру и функцию.

Эволюция

Кластер обменных аполипротеинов хорошо консервативен у позвоночных . [15] Семья диверсифицировалась за счет дупликации, при этом предковый ген наиболее похож на ApoC1. [16]

Помимо позвоночных, белки, сходные с обменным ApoA/C/E и необменным Apo-B, обнаружены у широкого круга животных и хоанофлагеллят . Это говорит о том, что у предкового животного уже есть оба вида аполипопротеинов. В частности, у членистоногих аполипопротеины, несущие диацилглицерин , известны как аполипофорины , причем ApoA/C/E-подобный белок известен как аполипофорин III , а Apo-B-подобный белок известен как аполипофорин I/II. [16]

Синтез и регуляция

Синтез аполипопротеина в кишечнике регулируется главным образом содержанием жиров в рационе.

Синтез аполипопротеина в печени контролируется множеством факторов, включая состав диеты, гормоны ( инсулин , глюкагон , тироксин , эстрогены , андрогены ), употребление алкоголя и различные лекарства ( статины , ниацин и фибриновая кислота ). ApoB представляет собой интегральный апопротеин, тогда как остальные представляют собой периферические апопротеины.

Синтез аполипопротеина, такого как ApoA4, в гипоталамусе включает интеграцию сигналов регуляции потребления пищи [5] , которая регулируется блуждающим нервом и холецистокинином . [17]

Болезнь

Было высказано предположение, что аполипопротеин участвует в нескольких типах заболеваний и дисфункций.

Уровень ApoC1 увеличивается у пациентов с нейропатической болью и фибромиалгией, что позволяет предположить, что он играет важную роль в возникновении этих состояний. [18]

ApoC3 является фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний. Накопление TRL в плазме, вызванное повышенным уровнем апоС-III, приводит к гипертриглицеридемии. [19]

Уровень АпоД повышается в нервной системе при большом количестве неврологических расстройств, включая болезнь Альцгеймера, шизофрению и инсульт. [7]

ApoE вовлечен в развитие деменции и болезни Альцгеймера . [20]

Апо(а) является компонентом липопротеина(а) (Лп(а)) и повышенный уровень Лп(а) в плазме является наследственным, независимым и, возможно, причинным фактором риска развития атеросклеротических сердечно-сосудистых заболеваний (АСССЗ). [21] Богатые холестерином апоВ-содержащие липопротеины также участвуют в патогенезе АССЗ.

Рекомендации

  1. ^ ab Для членов семейства генов можно использовать как римские, так и арабские цифры. Например, апоА5 также известен как апо AV.
  2. ^ Изоформы одного и того же гена методом альтернативного сплайсинга .
  1. ^ abc Рамасами I (декабрь 2014 г.). «Последние достижения в области физиологического метаболизма липопротеинов». Клиническая химия и лабораторная медицина . 52 (12): 1695–727. дои : 10.1515/cclm-2013-0358 . PMID  23940067. S2CID  6925754.
  2. ^ Ренш Ф., Краше Э., Лигат Г., Зейзель М.Б., Кек З.Ю., Фунг С.К. и др. (2018). «Взаимодействие вируса гепатита С (ВГС) с аполипопротеинами и уклонение от иммунитета и их влияние на разработку вакцины против ВГС». Границы в иммунологии . 9 : 1436. дои : 10.3389/fimmu.2018.01436 . ПМК 6021501 . ПМИД  29977246. 
  3. ^ фон Зихлински А, Уильямс М, Маккормик С, Клеффманн Т (июнь 2014 г.). «Абсолютное количественное определение аполипопротеинов и связанных с ними белков липопротеинов плазмы человека». Журнал протеомики . 106 : 181–90. дои : 10.1016/j.jprot.2014.04.030. ПМИД  24780726.
  4. ^ Стейнмец А., Барбарас Р., Галим Н., Клави В., Фрюшар Дж.К., Айо Дж. (май 1990 г.). «Человеческий аполипопротеин A-IV связывается с рецепторными участками аполипопротеина AI/A-II и способствует оттоку холестерина из жировых клеток». Журнал биологической химии . 265 (14): 7859–63. дои : 10.1016/S0021-9258(19)39010-6 . ПМИД  2159462.
  5. ^ ab Лю М., Дои Т., Шен Л., Вудс С.К., Сили Р.Дж., Чжэн С. и др. (май 2001 г.). «Белок кишечного насыщения аполипопротеин AIV синтезируется и регулируется в гипоталамусе крыс». Американский журнал физиологии. Регуляторная, интегративная и сравнительная физиология . 280 (5): Р1382-7. дои :10.1152/ajpregu.2001.280.5.R1382. ПМИД  11294757.
  6. ^ Ooi EM, Барретт PH, Чан, округ Колумбия, Уоттс GF (май 2008 г.). «Аполипопротеин C-III: понимание нового сердечно-сосудистого фактора риска». Клиническая наука . 114 (10): 611–24. дои : 10.1042/CS20070308. ПМИД  18399797.
  7. ^ аб Дассати С., Вальднер А., Швайгрейтер Р. (июль 2014 г.). «Аполипопротеин D занимает центральное место в стрессовой реакции стареющего и дегенеративного мозга». Нейробиология старения . 35 (7): 1632–42. doi :10.1016/j.neurobiolaging.2014.01.148. ПМЦ 3988949 . ПМИД  24612673. 
  8. ^ Сайто Х, Лунд-Кац С, Филлипс MC (июль 2004 г.). «Вклад доменной структуры и липидного взаимодействия в функциональность обменных аполипопротеинов человека». Прогресс в исследованиях липидов . 43 (4): 350–80. doi :10.1016/j.plipres.2004.05.002. ПМИД  15234552.
  9. ^ Уилсон С., Уорделл М.Р., Вайсграбер К.Х., Махли Р.В., Агард Д.А. (июнь 1991 г.). «Трехмерная структура домена, связывающего рецептор ЛПНП человеческого аполипопротеина Е». Наука . 252 (5014): 1817–22. Бибкод : 1991Sci...252.1817W. дои : 10.1126/science.2063194. ПМИД  2063194.
  10. ^ Ван X, Дрисколл DM, Мортон RE (январь 1999 г.). «Молекулярное клонирование и экспрессия белка-ингибитора переноса липидов обнаруживает его идентичность с аполипопротеином F». Журнал биологической химии . 274 (3): 1814–20. дои : 10.1074/jbc.274.3.1814 . ПМИД  9880564.
  11. ^ Корен Э., МакКонати В.Дж., Алаупович П. (октябрь 1982 г.). «Выделение и характеристика простых и сложных липопротеинов, содержащих аполипопротеин F, из плазмы человека». Биохимия . 21 (21): 5347–51. дои : 10.1021/bi00264a035. ПМИД  6816269.
  12. ^ Хуан Л.З., Гао Дж.Л., Пу С., Чжан П.Х., Ван Л.З., Фэн Г., Чжан Ю. (август 2015 г.). «Аполипопротеин М: прогресс исследований, регуляция и метаболические функции (обзор)». Отчеты о молекулярной медицине . 12 (2): 1617–24. дои : 10.3892/ммр.2015.3658 . ПМИД  25901639.
  13. ^ Агар С., де Гроот П.Г., Левелс Дж.Х., Маркварт Дж.А., Мейерс Дж.К. (январь 2009 г.). «Бета2-гликопротеин I неправильно назван аполипопротеином H». Журнал тромбозов и гемостаза . 7 (1): 235–6. дои : 10.1111/j.1538-7836.2008.03223.x . PMID  19017258. S2CID  43329586.
  14. ^ Фуллертон С.М., Бьюкенен А.В., Сонпар В.А., Тейлор С.Л., Смит Дж.Д., Карлсон К.С. и др. (июнь 2004 г.). «Эффект масштаба: вариации в кластере генов APOA1/C3/A4/A5». Генетика человека . 115 (1): 36–56. дои : 10.1007/s00439-004-1106-x. PMID  15108119. S2CID  24857340.
  15. ^ Бабин П.Дж., Тисс С., Дурлиат М., Андре М., Акименко М.А., Тисс Б. (август 1997 г.). «Гены аполипопротеина E и AI присутствуют у позвоночных немлекопитающих и высоко экспрессируются во время эмбрионального развития». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (16): 8622–7. Бибкод : 1997PNAS...94.8622B. дои : 10.1073/pnas.94.16.8622 . ПМК 23048 . ПМИД  9238027. 
  16. ^ Аб Хуэббе П., Римбах Г. (август 2017 г.). «Эволюция изоформ человеческого аполипопротеина E (APOE): структура гена, функция белка и взаимодействие с диетическими факторами». Обзоры исследований старения . 37 : 146–161. дои : 10.1016/j.arr.2017.06.002. PMID  28647612. S2CID  3758905.
  17. ^ Ло CC, Лангханс В., Георгиевский М., Арнольд М., Колдуэлл Дж.Л., Ченг С. и др. (декабрь 2012 г.). «Аполипопротеин AIV требует холецистокинина и блуждающего нерва для подавления приема пищи». Эндокринология . 153 (12): 5857–65. дои : 10.1210/en.2012-1427. ПМК 3512075 . ПМИД  23027805. 
  18. ^ Линд, Энн-Ли; Просто, Дэвид; Микус, Мария; Фредолини, Клаудия; Иоанну, Марина; Гердле, Бьёрн; Гафури, Биджар; Бекрид, Эммануэль; Танум, Ларс (15 октября 2019 г.). «Обнаружено, что уровни аполипопротеина C1 и аутотаксина в СМЖ связаны с нейропатической болью и фибромиалгией». Журнал исследований боли . 12 : 2875–2889. дои : 10.2147/jpr.s215348 . ПМК 6800548 . ПМИД  31686904. 
  19. ^ Чан, округ Колумбия, Чен М.М., Оой Э.М., Уоттс Г.Ф. (май 2008 г.). «Азбука аполипопротеина C-III: новый клинически полезный фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний?». Международный журнал клинической практики . 62 (5): 799–809. дои : 10.1111/j.1742-1241.2007.01678.x . PMID  18201179. S2CID  34553066.
  20. ^ Чанг Т.Я., Ямаути Ю., Хасан М.Т., Чанг С. (декабрь 2017 г.). «Клеточный гомеостаз холестерина и болезнь Альцгеймера». Журнал исследований липидов . 58 (12): 2239–2254. doi : 10.1194/jlr.R075630 . ПМЦ 5711498 . ПМИД  28298292. 
  21. ^ Ву МФ, Сюй КЗ, Го Ю.Г., Ю Дж, Ву Ю, Линь Л.М. (октябрь 2019 г.). «Липопротеин (а) и атеросклеротические сердечно-сосудистые заболевания: современное понимание и перспективы на будущее». Сердечно-сосудистые препараты и терапия . 33 (6): 739–748. дои : 10.1007/s10557-019-06906-9. PMID  31655942. S2CID  204886420.

Внешние ссылки

В эту статью включен текст из общественного достояния Pfam и InterPro : IPR000074.