APOLIPOPROTEÍN E: VLASTNOSTI, FUNKCIE, CHOROBY - BIOLÓGIE - 2026

Apolipoproteín E alebo ε apolipoproteín , je plazma apolipoproteín časť makromolekulárnych komplexov známych ako lipoproteíny, ktoré sú spojené s tukmi, ako triglyceridov a cholesterolu, ktoré sú potiahnuté vrstvou fosfolipidov a iných proteínov.

Tento apolipoproteín, rovnako ako ďalšie lipoproteíny rovnakej triedy, prispieva k stabilizácii a solubilizácii lipoproteínov (s odkazom na lipoproteínové telieska), keď cirkulujú krvným riečiskom.

Štruktúra apolipoproteínu E (zdroj: pracovníci Jawahara Swaminathana a MSD v Európskom inštitúte pre bioinformatiku prostredníctvom Wikimedia Commons)

Vďaka svojej účasti na lipoproteínoch má apolipoproteín E priame dôsledky na obsah cholesterolu a triglyceridov v sére, čo znamená, že súvisí s patológiami spojenými s koncentráciou týchto lipidov v krvi.

Apolipoproteíny, ako je apoE, sú súčasťou rôznych typov lipoproteínov, ktoré sa v závislosti od plávajúcej hustoty klasifikujú ako chylomikróny, zvyškové chylomikrónové častice, lipoproteíny s veľmi nízkou hustotou (VLDL), strednú hustotu (IDL), nízku hustotu (LDL) ) a vysokou hustotou (HDL).

Konkrétne je apolipoproteín E súčasťou proteínových zložiek chylomikrónov, zostávajúcich chylomikronových častíc, VLDL a HDL. Je syntetizovaný v pečeni, mozgu, koži, makrofágoch a steroidogénnych orgánoch.

vlastnosti

Proteín s 299 aminokyselinami a viac alebo menej 34 kDa molekulovej hmotnosti je kódovaný génom, ktorý patrí do genetickej rodiny apolipoproteínov (APO), kde každý člen rodiny je zložený z jednotiek opakovaných v dávkach po 11 kodónov. ,

U ľudí má tento vysoko polymorfný gén tri spoločné alely a nachádza sa na dlhom ramene chromozómu 19 a úzko súvisí s inými génmi z tej istej rodiny. Skladá sa zo 4 exónov a 3 intrónov, ktoré spolu tvoria približne 3 597 nukleotidov.

Proteín sa syntetizuje primárne v pečeňovom tkanive, ale možno ho nájsť aj v mozgu, slezine, obličkách, pohlavných žľazách a makrofágoch.

Vzory rôznych izoforiem, ktoré môže obsahovať, sú nielen geneticky určené, ale sú tiež dôsledkom prítomnosti posttranslačných modifikácií, ako je pridanie častí kyseliny sialovej (sialylácia).

Výskyt niektorých izoforiem vo vzťahu k iným je zahrnutý v niektorých patologických stavoch, napriek tomu, že rozdiely medzi nimi sú často také jednoduché ako substitúcie aminokyselín.

štruktúra

Podobne ako iné apolipoproteíny, aj apolipoproteín E má vysoko usporiadanú štruktúru. Skladá sa z alfa helixov, ktoré sa predpovedajú z analýzy jeho aminokyselinovej sekvencie a overujú sa experimentálnymi metódami.

Má veľkú lipid viažucu doménu blízko karboxylového koncového konca a je vylučovaný veľkým množstvom zvyškov kyseliny sialovej, ktoré sú postupne odstraňované komplexnými mechanizmami.

Vlastnosti

Primárnou funkciou apolipoproteínu E, ako aj mnohých ďalších variantov apolipoproteínu, je udržiavať štrukturálnu integritu lipoproteínov v metabolizme lipidov.

Funguje ako kofaktor v enzymatických reakciách, ktoré sa vyskytujú v guľových telieskach lipoproteínu, a môže na nich slúžiť ako povrchový receptor. Konkrétne je apolipoproteín E rozhodujúci pre tvorbu lipoproteínov s veľmi nízkou hustotou (VLDL) a chylomikrónov.

Pri transporte a metabolizme cholesterolu

Pretože rôzne izoformy apolipoproteínu E pôsobia odlišne so špecifickými bunkovými receptormi pre lipoproteíny, hrajú základnú úlohu pri regulácii a udržiavaní hladín cirkulujúceho cholesterolu.

Apolipoproteín E prítomný v chylomikrónoch, vo zvyšných chylomikrónových časticiach (po hydrolýze triglyceridov v nich) a vo veľmi nízkohustotných časticiach je spojený so špecifickými receptormi, ktoré ich transportujú do pečeňového tkaniva pre redistribúciu alebo elimináciu cholesterolu.

Je to určujúci proteín pre bunkovú absorpciu HDL a VLDL lipoproteínov a u novorodencov sú HDL lipoproteíny s apoE najhojnejšie.

Väzba lipoproteínov na špecifické faktory

Lipoproteíny obsahujúce apoE majú schopnosť viazať sa na heparín cez rovnakú oblasť, pomocou ktorej sa tieto častice viažu na receptory, čo, ako sa zdá, má fyziologické dôsledky na väzbu lipoproteínov na endoteliálne povrchy.

V imunitnom systéme

Povrch lymfocytov (bunky imunitného systému) má imunoregulačný receptor schopný špecificky sa viazať na apolipoproteín E, čo spôsobuje, že lymfocyty sú rezistentné na mitogénnu stimuláciu. To sa premieta do inhibície skorých transformačných udalostí potrebných na aktiváciu týchto buniek.

Ďalšie funkcie

Zistilo sa, že ApoE a jeho izoformy majú zásadný vplyv na dlhovekosť a starnutie.

Súvisiace choroby

V Spojených štátoch každý rok zomrie na kardiovaskulárne choroby viac ako milión ľudí, medzi inými koronárne srdcové choroby, srdcové arytmie, arteriálne choroby, kardiomyopatie, vrodené chyby a vaskulárne stavy.

Koronárne choroby sú najbežnejšie a medzi rizikové faktory, ktoré sú pre ne indikované, patrí spotreba cigariet, prehnané hladiny cholesterolu (spojené s nadmerným množstvom častíc s nízkou hustotou a poruchami v množstve častíc s vysokou hustotou). , vysoký krvný tlak, sedavý spôsob života, obezita a cukrovka.

Rôzne štúdie ukázali, že defekty v kódovacom mieste apolipoproteínu E a jeho variantov zodpovedajú 6% až 40% rizikových faktorov pre koronárne srdcové choroby, pretože sa priamo podieľajú na metabolizme lipidov a cholesterolu.

Iné choroby, s ktorými je spojený apoE, súvisia s neurologickými poruchami, ako je Alzheimerova choroba, ktoré sú spojené s variantom apoE4 ako rizikový faktor pre kognitívny pokles, ku ktorému dochádza v priebehu vývoja tohto ochorenia.

ApoE zjavne interaguje s beta amyloidným peptidom, ktorého depozícia vo forme amyloidových plakov je nevyhnutná pre vznik Alzheimerovej choroby.

Referencie

1. Chen, J., Li, Q. a Wang, J. (2011). Topológia ľudského apolipoproteínu E3 jedinečne reguluje svoje rôzne biologické funkcie. PNAS, 108 (15744), 2-7.
2. Danesh, J. (2009). Hlavné lipidy, apolipoproteíny a riziko cievnych chorôb. American Medical Association, 302 (18), 1993 - 2000.
3. Eichner, JE, Dunn, ST, Perveen, G., Thompson, DM, a Stewart, KE (2002). Polymorfizmus apolipoproteínu E a kardiovaskulárne ochorenie: prehľad HuGE. American Journal of Epidemiology, 155 (6), 487 - 495.
4. Hatters, DM, Peters-libeu, CA, a Weisgraber, KH (2006). Štruktúra apolipoproteínu E: vhľad do funkcie. Trends in Biochemical Sciences, 31 (8), 445-454.
5. Mahley, RW, Innerarity, TL, Rall, SC, a Weisgarber, KH (1984). Plazmatické lipoproteíny: štruktúra a funkcia apolipoproteínu. Journal of Lipid Research, 25, 1277 - 1294.
6. Raber, J. (2008). AR, apoE a kognitívne funkcie. Hormones and Behavior, 53, 706 - 715.