Аполипопротеин - Apolipoprotein

Аполипопротеин
PDB 1nfn EBI.jpg
аполипопротеин е3 (апоэ3)
Идентификаторы
СимволАполипопротеин
PfamPF01442
ИнтерПроIPR000074
SCOP21oef / Объем / СУПФАМ
OPM суперсемейство172
Белок OPM3r2p

Аполипопротеины находятся белки это связывает липиды (маслорастворимые вещества, такие как жир и холестерин ) сформировать липопротеины. Они переносят липиды (и жирорастворимые витамины ) в кровь, спинномозговая жидкость и лимфа.

Липидные компоненты липопротеинов не растворяются в воде. Однако из-за того, что они похожи на моющие средства (амфипатический ) свойства, аполипопротеины и другие амфипатические молекулы (такие как фосфолипиды ) может окружать липиды, создавая липопротеиновые частицы, которые сами по себе являются водорастворимыми и, таким образом, могут переноситься через циркуляцию воды (т. е. кровь, лимфа ).

Помимо стабилизации структуры липопротеинов и солюбилизации липидного компонента, аполипопротеины взаимодействуют с рецепторами липопротеинов и транспортными белками липидов, тем самым участвуя в захвате и клиренсе липопротеинов. Они также служат фермент кофакторы для конкретных ферменты участвует в метаболизме липопротеидов.[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

В липид транспорт, аполипопротеины функционируют как структурный компоненты липопротеиновых частиц, лиганды для рецепторы клеточной поверхности и липидные транспортные белки, и кофакторы для ферменты (например. аполипопротеин C-II для липопротеин липаза и аполипопротеин A-I (апоА1) для лецитин-холестерин ацилтрансфераза ).

Различные липопротеины содержат разные классы аполипопротеинов, которые влияют на их функцию. Аполипопротеин A-I (апоА1) является основным структурным белковым компонентом липопротеины высокой плотности (ЛПВП), хотя он присутствует в других липопротеинах в меньших количествах.[3] Аполипопротеин A-IV (апоА4) присутствует в хиломикроны, липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) и ЛПВП. Считается, что он действует прежде всего в обратный транспорт холестерина[4] и кишечный абсорбция липидов посредством сборки и секреции хиломикронов. Предполагается, что ApoA-IV, синтезируемый в гипоталамусе, является фактором насыщения, который регулирует потребление пищи грызунами.[5][6] Аполипопротеин B играет особенно важную роль в транспорте липопротеинов, являясь основным организующим белком многих липопротеинов.[6] Аполипопротеин C-III (apoC3) играет важную роль в метаболизме липидов, специфически регулируя метаболизм липопротеинов, богатых триглицеридами (TRL).[7] 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.[8]

Аполипопротеин E (апоЕ) играет важную роль в транспортировке и поглощении холестерин благодаря высокому сродству взаимодействия с рецепторами липопротеинов, включая липопротеин низкой плотности (ЛПНП) рецептор. ApoE является основным липопротеином в Центральная нервная система. Недавние исследования апоА1 и апоЕ предполагают, что третичные структуры этих двух членов человек обменный аполипопротеин генная семья относятся к.[9] Трехмерный структура связывания рецептора ЛПНП домен апоЕ указывает на то, что белок образует необычно удлиненный четырехспиральный пучок, который может быть стабилизирован плотно упакованным гидрофобное ядро это включает лейциновая молния -типных взаимодействий и многочисленными соляные мосты на наиболее заряженной поверхности. Базовый аминокислоты важно для ЛПНП рецептор привязка сгруппированы в пятно на одной длинной спираль.[10]

Аполипопротеин F (apoF) является одним из второстепенных аполипопротеинов в плазме крови и представляет собой белок, ингибирующий перенос липидов, который ингибирует опосредованный белком перенос холестерилового эфира перенос сложных эфиров холестерина и триглицеридов.[11][12] Аполипопротеин М (апоМ) участвует в метаболизме липидов и проявляет антиатеросклеротические функции и представлен в липопротеинах высокой плотности (ЛПВП), липопротеинах низкой плотности (ЛПНП) и липопротеинах очень низкой плотности (ЛПОНП).[13]

Классы

Есть несколько классов аполипопротеинов и несколько подклассов:

Обменные аполипопротеины (апоА, апоС и апоЕ) имеют одинаковые геномный структура и являются членами многогенной семьи, которая, вероятно, развился от общего предка ген. ApoA1 и ApoA4 являются частью APOA1 / C3 / A4 / A5 кластер генов на хромосома 11.[14]

Сотни генетических полиморфизмы аполипопротеинов были описаны, и многие из них изменяют свою структуру и функцию.

Синтез и регулирование

Синтез аполипопротеина в кишечнике регулируется в основном содержанием жира в пище.

Синтез аполипопротеина в печени контролируется множеством факторов, в том числе диетическим составом, гормоны (инсулин, глюкагон, тироксин, эстрогены, андрогены ), алкоголь прием, и различные препараты (статины, ниацин, и фиброевые кислоты ). ApoB представляет собой интегральный апопротеин, тогда как другие - периферические апопротеины.

Синтез аполипопротеинов, таких как апоА4, в гипоталамусе участвует в интеграции сигналов для регулирования потребления пищи.[15] который регулируется блуждающим нервом и холецистокинин.[16]

Болезнь

Было высказано предположение, что аполипопротеин причастен к нескольким типам заболеваний и дисфункций у человека.

Уровень аполипопротеина C-I (апоС1) повышается у пациентов с невропатической болью и фибромиалгией, что предполагает, что он играет важную роль в возникновении этих состояний.[17]

Аполипопротеин C-III (апоС3) является фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний. Накопление TRL в плазме, вызванное повышенным уровнем апоС-III, приводит к гипертриглицеридемии.[18]

Уровень аполипопротеина D (apoD) повышается в нервной системе с большим количеством неврологических расстройств, включая болезнь Альцгеймера, шизофрению и инсульт.[19]

Аполипопротеин Е (апоЕ) участвует в слабоумие и Болезнь Альцгеймера.[20]

Аполипопртоин (а) (апо (а)) является компонентом липопротеин (а) (Lp (a)) и повышенный уровень Lp (a) в плазме является наследственным, независимым и, возможно, причинным фактором риска атеросклеротического сердечно-сосудистого заболевания (ASCVD).[21] Богатые холестерином липопротеины, содержащие апоВ, также участвуют в патогенезе ASCVD.

использованная литература

  1. ^ Рамасами I (декабрь 2014 г.). «Последние достижения в физиологическом метаболизме липопротеинов». Клиническая химия и лабораторная медицина. 52 (12): 1695–727. Дои:10.1515 / cclm-2013-0358. PMID  23940067. S2CID  6925754.
  2. ^ Wrensch F, Crouchet E, Ligat G, Zeisel MB, Keck ZY, Foung SK и др. (2018). «Взаимодействие вируса гепатита С (ВГС) и аполипопротеина и уклонение от иммунитета и их влияние на дизайн вакцины против ВГС». Границы иммунологии. 9: 1436. Дои:10.3389 / fimmu.2018.01436. ЧВК  6021501. PMID  29977246.
  3. ^ фон Зихлински А., Вильямс М., Маккормик С., Клеффманн Т. (июнь 2014 г.). «Абсолютное количественное определение аполипопротеинов и ассоциированных белков на липопротеинах плазмы человека». Журнал протеомики. 106: 181–90. Дои:10.1016 / j.jprot.2014.04.030. PMID  24780726.
  4. ^ Штейнмец А., Барбарас Р., Галим Н., Клэйви В., Фрючарт Дж. К., Эйльхауд Дж. (Май 1990 г.). «Человеческий аполипопротеин A-IV связывается с рецепторами аполипопротеина A-I / A-II и способствует оттоку холестерина из жировых клеток». Журнал биологической химии. 265 (14): 7859–63. PMID  2159462.
  5. ^ Лю М., Дои Т., Шен Л., Вудс С.К., Сили Р.Дж., Чжэн С. и др. (Май 2001 г.). «Белок сытости кишечника аполипопротеин AIV синтезируется и регулируется в гипоталамусе крысы». Американский журнал физиологии. Регуляторная, интегративная и сравнительная физиология. 280 (5): R1382-7. Дои:10.1152 / ajpregu.2001.280.5.R1382. PMID  11294757.
  6. ^ а б Рамасами I (декабрь 2014 г.). «Последние достижения в физиологическом метаболизме липопротеинов». Клиническая химия и лабораторная медицина. 52 (12): 1695–727. Дои:10.1515 / cclm-2013-0358. PMID  23940067. S2CID  6925754.
  7. ^ Ooi EM, Barrett PH, Chan DC, Watts GF (май 2008 г.). «Аполипопротеин C-III: понимание возникающего фактора риска сердечно-сосудистых заболеваний». Клиническая наука. 114 (10): 611–24. Дои:10.1042 / CS20070308. PMID  18399797.
  8. ^ Дассати С., Вальднер А., Швайграйтер Р. (июль 2014 г.). «Аполипопротеин D занимает центральное место в стрессовой реакции стареющего и дегенеративного мозга». Нейробиология старения. 35 (7): 1632–42. Дои:10.1016 / j.neurobiolaging.2014.01.148. ЧВК  3988949. PMID  24612673.
  9. ^ Сайто Х., Лунд-Кац С., Филлипс М.С. (июль 2004 г.). «Вклад доменной структуры и взаимодействия липидов в функциональность обменных аполипопротеинов человека». Прогресс в исследованиях липидов. 43 (4): 350–80. Дои:10.1016 / j.plipres.2004.05.002. PMID  15234552.
  10. ^ Уилсон С., Уорделл М.Р., Вайсграбер К.Х., Мэли Р.В., Агард Д.А. (июнь 1991 г.). «Трехмерная структура домена связывания рецептора ЛПНП аполипопротеина Е человека». Наука. 252 (5014): 1817–22. Bibcode:1991Sci ... 252.1817W. Дои:10.1126 / science.2063194. PMID  2063194.
  11. ^ 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. PMID  9880564.
  12. ^ Корен Э., МакКонати У. 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. PMID  6816269.
  13. ^ Хуан Л.З., Гао Д.Л., Пу Ц., Чжан П.Х., Ван Л.З., Фенг Дж., Чжан Ю. (август 2015 г.). «Аполипопротеин М: прогресс исследований, регуляция и метаболические функции (обзор)». Отчеты по молекулярной медицине. 12 (2): 1617–24. Дои:10.3892 / mmr.2015.3658. PMID  25901639.
  14. ^ Фуллертон С.М., Бьюкенен А.В., Сонпар В.А., Тейлор С.Л., Смит Д.Д., Карлсон С.С. и др. (Июнь 2004 г.). «Эффекты масштаба: вариации в кластере генов APOA1 / C3 / A4 / A5». Генетика человека. 115 (1): 36–56. Дои:10.1007 / s00439-004-1106-х. PMID  15108119. S2CID  24857340.
  15. ^ Лю М., Дои Т., Шен Л., Вудс С.К., Сили Р.Дж., Чжэн С. и др. (Май 2001 г.). «Белок сытости кишечника аполипопротеин AIV синтезируется и регулируется в гипоталамусе крысы». Американский журнал физиологии. Регуляторная, интегративная и сравнительная физиология. 280 (5): R1382-7. Дои:10.1152 / ajpregu.2001.280.5.R1382. PMID  11294757.
  16. ^ Ло С.К., Лангханс В., Георгиевский М., Арнольд М., Колдуэлл Дж. Л., Ченг С. и др. (Декабрь 2012 г.). «Аполипопротеин AIV требует холецистокинина и блуждающих нервов для подавления приема пищи». Эндокринология. 153 (12): 5857–65. Дои:10.1210 / en.2012-1427. ЧВК  3512075. PMID  23027805.
  17. ^ Линд, Энн-Ли; Просто, Дэвид; Микус, Мария; Фредолини, Клаудиа; Иоанну, Марина; Гердле, Бьёрн; Гафури, Биджар; Бэкрид, Эммануэль; Танум, Ларс (15.10.2019). «Установлено, что уровни аполипопротеина C1 и аутотаксина в спинномозговой жидкости связаны с невропатической болью и фибромиалгией». Журнал исследований боли. 12: 2875–2889. Дои:10.2147 / jpr.s215348. ЧВК  6800548. PMID  31686904.
  18. ^ Чан, округ Колумбия, Чен М.М., Оои 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.
  19. ^ Дассати С., Вальднер А., Швайграйтер Р. (июль 2014 г.). «Аполипопротеин D занимает центральное место в стрессовой реакции стареющего и дегенеративного мозга». Нейробиология старения. 35 (7): 1632–42. Дои:10.1016 / j.neurobiolaging.2014.01.148. ЧВК  3988949. PMID  24612673.
  20. ^ Чанг Т.Ю., Ямаути Ю., Хасан М.Т., Чанг С. (декабрь 2017 г.). «Клеточный гомеостаз холестерина и болезнь Альцгеймера». Журнал липидных исследований. 58 (12): 2239–2254. Дои:10.1194 / мл. R075630. ЧВК  5711498. PMID  28298292.
  21. ^ У MF, Xu KZ, Guo YG, Yu J, Wu Y, Lin LM (октябрь 2019 г.). «Липопротеин (а) и атеросклеротическое сердечно-сосудистое заболевание: текущее 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

Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и ИнтерПро: IPR000074