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第三章 载脂蛋白的种类与结构

《动脉粥样硬化》

章节内容

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第一节 载脂蛋白A族

载脂蛋白A(ApoA)可分为ApoAⅠ、ApoAⅡ、ApoAⅣ。ApoAⅠ和ApoAⅡ大部分布在HDL中,是HDL的主要载脂蛋白。

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一、ApoAⅠ

ApoAⅠ是ApoA族最多的一种组分,是HDL中的主要载脂蛋白。Shore等于1968年首先从人HDL中分离纯化得到ApoAⅠ。70年代中期Brewer阐明了ApoAⅠ的氨基酸序列,并预测了其二级结构的要点。在分子生物学兴起的80年代,Karathanasis等人相继报道了人ApoAⅠcDNA和染色体DNA序列。人成熟的ApoAⅠ的由243氨基酸残基组成,是单一多肽链,分子量为28300D。人及大鼠、猴、兔、牛、鸭、树鼷等动物的ApoAⅠ已分离纯化。人和其他种属的ApoAⅠ的氨基末端为Asp,羧基末端为Gln,其分子中不含半胱氨酸和异亮氨酸。经等点聚焦电泳证实人和动物的ApoAⅠ都是不均一的,有10种不同的亚组分,至少有六种多态性。经等电聚焦和双相电泳中的系统命名,ApoAⅠ多肽性依次称为Apoa Ⅰ0、ApoAⅠ-1、ApoAⅠ-2、ApoAⅠ+1、 ApoAⅠ+2,其中ApoA Ⅰ0含量最多。
目前所知,ApoAⅠ的氨基酸残基的排列有其自身的特征:①极性氨基酸残基含量较多,多以1、2或1、4相反离子对的形式排列,即Glu-Arg、Glu-Lys或Asp-Lys、Asp-Arg;②疏水氨基酸残基一对对地出现在1、2或1、4反离子对的附近,并很容易形成特有的双性螺旋二级结构。极性与非极性氨基酸残基排更的这种方式是载脂蛋白的一个共性。由疏水氨基酸残基组成螺旋的排极性面和由带电荷亲水的氨基酸组成的螺旋极性面,故称为双性螺旋,这也是载脂蛋白α-螺旋的共性,并与一般蛋白质的α-螺旋有不同之处,只有这种双性螺旋既有亲脂的一面又有亲水的一面。ApoAⅠ富含双性螺旋结构,对于维持其正常的生理功能是非常重要的。
ApoAⅠ主要存在于HDL中,占HDL3载脂蛋白的65%,占HD2载脂蛋白的62%。在CM、VLDL和LDL中也有少量存在。血浆中呈现β迁移率的一种β-HDL,其中有80%的ApoAⅠ。
ApoAⅠ的生理功能有:①组成脂蛋白并维持其结构的稳定与完整性。实验表明,纯化的ApoAⅠ在水溶液中可以自发地和脂类结合。70年代早期,Gotto实验室研究了人ApoAⅠ分子与磷脂的结合部位,用CNBr法将ApoAⅠ裂解成四个肽段,发现仅有羧基末端的肽段可自发地和磷脂结合。后来进一步确认该段是ApoAⅠ224-242肽段,这一肽段既可以维持双性螺旋的结构又可以维持和脂质结合所具备的疏水性;②ApoAⅠ可以激活磷脂胆固醇酰基转移(LCAT)的活性。已经证实ApoAⅠ是通过激活LCAT,再催化胆固醇酯化,ApoAI肽段Ⅲ(肽段116-151)是激活作用的中心;③其他,有学者报道,ApoAⅠ可作为HDL受体的配体;含ApoAⅠ脂蛋白可以和转铁蛋白及铜蓝蛋白形成大分子复合物以运输铁和铜离子。
ApoAⅠ由肝和小肠合成,血浆中生物半寿期为4.5天。

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二、ApoAⅡ

ApoAⅡ是HDL中第二种含量多的载脂蛋白,在HDL2占载脂蛋白的15%,在HDL3中占载脂蛋白的25%。CM中达总载脂蛋白的7%~10%,VLDL中也少量存在。直到1985年,ApoAⅡ蛋白质的氨基酸序列、cDNA序列及基因序列均已阐明。ApoAⅡ是由两条多肽链的77个氨基酸残基组成。ApoAⅡ在不加还原剂的SDS-PAGE中测出分子量是17000D,在人血浆中以二聚体形式存在。ApoAⅡ的单体分子量为8700D。人ApoAⅡ蛋白C端氨基酸残基为谷氨酸,N端为吡咯烷酮酸,缺乏组氨酸,精氨酸及色氨酸。ApoAⅡ有多态性存在,最主要的多态型等电点为4.9,而含量较少的多态型的等电点为5.17、4.68、4.42和4.20。
ApoAⅡ的生理功能是:①维持HDL结构,ApoAⅡ肽段12-31和肽段50-77具有与磷脂的结合能力,经二级结构分析认为,残基17-30和51-62形成的双性螺旋结构是人ApoAⅡ与脂质结合的分子基础;②激活肝脂酶,用以水解CM和VLDL中的TG和PL。还有报道,ApoAⅡ可抑制LCAT活性。
ApoAⅡ由肝脏和小肠合成。人血浆中的ApoAⅡ生物半寿期为4.4天。

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三、ApoAⅣ

ApoAⅣ是最先从大鼠DHL和CM中发现的一种载脂蛋白,1979年Beisiegel等人证实了人血浆中也有ApoAⅣ存在,其主要分布于密度大于1.211g/ml部分。成熟ApoAⅣ由376个氨基酸残基组成。经SDS-PAGE确认大鼠和人ApoAⅣ分子量为44000和46000Da。人和大鼠氨基酸组成相似,是一种糖蛋白,含有6%的碳水化合物,其中甘露糖占1.8%,半乳糖占1.55%,N-乙酰葡萄糖胺占1.55%和唾液酸占1.1%。ApoAⅣ蛋白存在多态性,生物半寿期为10h。
ApoAⅣ的生理功能目前尚不清楚,据推测它在HDL逆向转运过程中起有重要作用。1985年Steinmetz等报道,在体外,ApoAⅣ可以促进LCAT的胆固醇酯化反应。Goldberg报道,ApoAⅣ起有调节脂蛋白脂肪酶的激活作用,并推测可以促进ApoAⅣ从HDL和VLDL中释放。ApoAⅣ由肝脏和小肠合成。

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第二节 载脂蛋白B族

体外实验表明,载脂蛋白B是难溶于水的蛋白质。目前所知,ApoB族可分为两个亚类,即ApoB48和ApoB100。ApoB主要成份是B100,其次为B48,其他形式如ApoB75,ApoB41,ApoB36等均为ApoB100的不同降解产物。

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一、ApoB100

从1966年Margoli和Landgon开始研究ApoB100的结构,不同实验室以特异性蛋白水解酶或化学裂解法研究ApoB的结构,所得ApoB纯度均不尽人意。作者曾于1986年采用特殊的沉淀抽提法获得高纯度的血清ApoB100纯品,以化学裂解法在国内首先报道了ApoB100纯品的氨基酸组成,与Ologsson报道的结果基本一致,如表3-1所示。 表1 人的ApoB100的氨基酸组成
种类mol/103mol氨基酸
作者制备的OlogssonAvogaroYangYang 
ApoB100ApoLDLApoBApoB100ApoB100 
Lys65.2676.9±1.069.3±1.967.378.9
His18.4625.1±0.519.5±1.725.423.4
Arg34.9735.4±3.337.0±6.832.131.7
Asp100.9683.6±1.694.5±7.4106.2103.6
Thr65.1258.1±2.164.8±3.163.767.8
Ser81.3072.3±1.882.0±4.081.387.1
Glu120.91122.4±2.2130.1±3.1123.8117.4
Pro41.0743.7±3.546.2±3.137.840.3
Gly57.4554.0±2.465.3±7.948.246.3
Ala111.2967.4±1.372.6±2.761.159.5
Val59.4859.7±1.357.0±2.761.157.5
1/2Cystine6.728.0±1.414.5±2.66.75.6
Met14.4519.7±0.516.7±1.418.116.4
Ile61.9765.4±1.951.7±1.961.158.8
Leu123.94130.7±2.5121.2±4.4118.0120.6
Tyr34.5534.8±1.431.0±1.629.531.8
Phe54.0155.4±2.338.4±2.652.847.6
Trp未测未测未测5.76.5
1986年杨朝谕采用生物化学方法,得到人LDL的ApoB100纯品并测出了ApoB100一级结构的氨基酸排列顺序,其结果与从cDNA推导的序列完全一致,从而解决了二十余年悬而未决的难题。 ApoB100是单链糖蛋白,分子量为510kD,主要在肝脏,少数在小肠合成。ApoB100包括27个(或24)氨基酸信号肽和4536个氨基酸残基的成熟单体蛋白。1986年ApoB100的全部氨基酸残基排列顺序结构已阐明。ApoB100分子中含有25个Cys残基,其中有11个Cys残基集中分布在前面500氨基酸组成区域,形成链内二硫健,所以N端高度交联成典型球形结构,Cys残基通过硫脂键与软脂酸硬脂酸以共价键相结合,使ApoB牢固地连接着脂质成份。ApoB100中对脂类结合的必要的结构区域在2035~2506和4002~4527氨基酸残基之间,这两个结构区域重复出现两性亲脂α-螺旋区段。另有一种结合脂质的重要结构是含疏水和亲水性氨基酸交替排列两性亲脂β-折叠结构,这种结构分布在整个分子序列中,但集中于四个富含脯氨酸域,这种富含脯氨酸的重复序列是ApoB100所特有的,使ApoB100能够将磷脂侧链深埋其间并使之紧密结合。由于ApoB100的两性α-螺旋和富含脯氨酸的疏水肽及可被脂酰化的Cys残基形成特殊结构,使得ApoB100能够与单层极性脂牢固地结合并有许多脂质结合区,并使其在VLDL和LDL从分泌到被清除的整个过程中,ApoB100不在脂质白分子间转换,这是与其他载脂蛋白不同之处。LDL上的ApoB100结构如图3-1所示。 dongmaizhouyangyinghua014.jpgApoB100结构图 图3-1 LDL上的ApoB100结构图 ApoB100生理功能有:①合成装配和分泌富含甘油三酯的VLDL;②是LDL的结构蛋白;③是LDL受体的配体,调节LDL从血浆中的清除速率。
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二、ApoB48

ApoB48因分子量是ApoB100的48%而得名。存在于CM中,不与其他脂蛋白分子交换。ApoB48在小肠合成,是组装CM所必需的载脂蛋白。由小肠细胞分泌后进入淋巴液,并通过胸导管再进入血液循环,CM再分布到毛细血管的内皮细胞,主要是骨骼肌和脂肪组织的毛细血管内皮细胞,脂肪酶可水解CM中甘油三酯的80%~90%,剩下的脂蛋白颗粒则称为CM残粒,再送到肝脏,被肝脂酶进一步水解代谢,最后被能识别ApoE的残粒受体摄取。该残粒受体是LDL受体,还是LDL受体相关蛋白或其他蛋白质,目前还不清楚。
ApoB48在血浆中生物半寿期仅5~10min,因为分解速度很快,在血清中的浓度很低,约相当于ApoB100的0.1%。经SDS-PAGE电泳染色在VLDL组分中,仍可检出痕量的ApoB48。摄入含脂肪丰富的食物后,ApoB48/ApoB100比值明显增加。

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第三节 载脂蛋白C族

载脂蛋白C是目前所知载脂蛋白中分子量最小的一类。50年代Shore等分别报道,VLDL中ApoA和B外,还有第三种载脂蛋白。Gustafson等人从VLDL中分离出一种含有少量磷脂的低分子量载脂蛋白,并命名为载脂蛋白C,此后又在HDL中发现有ApoC。1969年Brown等进一步确认ApoC有三种亚型,即ApoCⅠ、ApoCⅡ、ApoCⅢ。
ApoCⅠ由57个氨基酸残基组成的单一多肽链,其序列已测出,不含半胱氨酸、组氨酸和酪氨酸,分子量为6625D。人ApoCⅠ二级结构中有55%的α螺旋结构,极易与磷脂结合。它是LCAT的激活剂。
ApoCⅡ由79个氨基酸残基组成的单一多肽链,氨基酸顺序已测出,分子量为9110D,有两种多态型,等电点分别为4.86和4.69,均不含半胱氨酸和丝氨酸,其二级结构的α螺旋约占23%。ApoCⅡ可激活多种来源的脂蛋白脂肪酶(LPL)。其结构中第55~78位氨基酸残基是维持其对LPL激活作用的最短必需区域。羧基端43~50位氨基酸残基为α-螺旋结构的脂质结合。
ApoCⅢ由79个氨基酸残基组成单一多肽链,由于第74位苏氨酸残基所带唾液酸个数不同,又可分成ApoCⅢ0、CⅢ1、CⅢ2三个亚类,也是其多态性,等电点分别为5.02、4.82和4.62。Brewe等已测出ApoCⅢ氨基酸序列,分子量为8764D,其二级结构在不同状况下,α-螺旋约占22%~54%不等,ApoCⅢ的α-螺旋结构极易与磷脂结合。
ApoC族生理功能有:①同磷脂相互作用,维持脂蛋白结构,由于在溶液中呈特殊的立体双性离子,带负电荷的酸性氨基酸与带正电荷的磷脂基团作用,具有很强的磷脂结合活性。由于与磷脂交互作用,ApoC族的α-螺旋结构增加,而磷脂的单个酯酰链的运动则受到限制,从而影响磷脂从凝胶态到液晶态的转变,两者作用结果达到固系脂蛋白结构功能;②对酯酶的激活作用。有人认为HDL的磷脂流动性增加时,ApoCⅠ通过HDL脂层表面后促进LCAT的催化作用;③ApoCⅡ可以激活LPL,其激活机制可能是,LPL通常存在于外周循环与肝素样分子结合并附着于血管内皮上,当LPL接触CM或VLDL时,LPL便同脂蛋白颗粒表面的磷脂发生作用,进而结合于脂蛋白颗粒上,其内的ApoCⅡ与LPL发生作用,改变LPL的空间结构,进而催化水解甘油三酯。
ApoC主要由肝脏合成,小肠也合成少量。

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第四节 载脂蛋白E

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一、ApoE的蛋白结构

载脂蛋白E是一种富含精氨酸的碱性蛋白,人ApoE299个氨基酸残基组成,分子量为34145D,含32个Arg和12个Lys存在于血浆的CM、VLDL及其残粒和β-VLDL中均含有ApoE,一部分ApoE在血液中与ApoAⅡ形成复合体。
Shore于1973年首先发现ApoE,Rall等于1982年测出ApoE的蛋白质一级结构,其后Taylor建立ApoE的cDNA序列,Breslow 和Zannis首先测出ApoE有3个等位基因异构体以及基因在染色体上的定位。据推算和测定,在介质中ApoE有62%的α-螺旋,9%的β-片层,11%的β-转角和18%无规则线团。ApoE分子可以被凝血酶水解为二个区域,N-端区(1~191)为22kD的可溶性球蛋白,此区域较稳定,该片段的136~158位肽段为受体结合位点,富含碱性氨基酸(赖氨酸和精氨酸),也属于肝素结合区。此片段为一个反平行的四螺旋束,是α-螺旋蛋白的一般折叠方式。C端区(216~299)分子量为10kD,螺旋程度很高,不稳定,是与脂蛋白的结合区。用截去了末端的变异体及合成多肽片段进行ApoE羧基末端的检测表明,191残基以外羧基端存在三个螺旋,其中两个为A型(203~223和225~266),第三个(268~289)为一种G型螺旋。与脂类或不同的脂质微粒或二甲基磷脂酰胆碱结合的结果说明,G螺旋和第二螺旋的末端在脂质连结,在ApoE的四聚体化过程中起重要的作用。更精确地说是263~286片段可能在脂连结ApoE与VLDL的结合中起有关键作用。ApoE主要由肝脏合成,近年来发现脑,肾,骨骼,肾上腺及巨噬细胞也能合成。ApoE其结构如图3-2所示。
dongmaizhouyangyinghua015.jpg载脂蛋白E结构示意图
图3-2 载脂蛋白E结构示意图

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二、ApoE的生理功能

ApoE生理功能有:①是LDL受体的配体,也是肝细胞CM残粒受体的配体,它与脂蛋白代谢有密切相关性;②ApoE具有多态性,多态性是决定个体血脂水平与动脉粥样硬化发生发展密切相关;③参与激活水解脂肪的酶类,参与免疫调节及神经组织的再生。
人类ApoE主要在肝脏和脑组织合成,在其他组织包括单核细胞(含巨噬细胞)也有合成能力。人的肾上腺、卵巢颗粒细胞也能合成ApoE。脑中ApoE的mRNA表达总量是肝脏的1/3,星形细胞是其主要合成部位。脑中生成的ApoE的作用可能是使细胞内的脂类重新分配而保持脑环境中的胆固醇平衡。脑肿瘤中发现有高浓度的ApoE,推断它可能作为神经胶质细胞瘤的标记。

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三、ApoE多态性

Utermann等于1975年首先观察到ApoE多态性,利用等电聚焦电泳和SDS-PAGE可以确认ApoE的多态性,其后又被直接检测的cDNA序列所证实。ApoE有三种构体(isoform)即E2、E3和E4。有的人只含有一种主要异构体,即为纯合子;有人可含两种主要异构体,即为杂合子。由此可见,人群中可有六种不同的表型(phenotype)。
各种生物都能通过生殖产生子代,子代和亲代之间,无论在形态构造或生理机能的特点上都很相似,这种现象称为遗传(heredity),但是,亲代和子代之间,子代的各个体之间不会完全相同,总会有所差异,这种现象叫变异(variation)。遗传和变异是生命的特征。遗传和变异的现象是多样而复杂的,正因为如此,才导致生物界的多种多样性,生物体所具有的遗传性状称为表型或表现型(phenotype),生物所具有的特异基因成分称为基因型(genotype)。表型是基因型与环境因素相互作用的结果。遗传物质是相对稳定的,但又是可变的,遗传物质的变化以及由其所引起表型的改变,称为突变(mutation)。遗传物质的突变包括染色体畸变和基因突变。基因突变是染色体中某一点上发生化学改变,所以又称为点突变(point mutation)。基因结构和遗传表型的研究是深入了解脂蛋白代谢缺陷症的分子生物学基础,逆向遗传学方法(reversegenetic approach)则使其有可能在蛋白质水平系统地分析结构和功能的关系。现已采用一个特定的cDNA探针从基因库中筛选所需要的基因进行cDNA克隆,测定其核苷酸序列,然后从核苷酸序列推断蛋白质氨基酸序列。目前已分离出许多与动脉粥样硬化有关的脂蛋白的cDNA克隆,并将其蛋白质一级结构的氨基酸排列顺序和基因的核苷酸顺序测出。现已查明,ApoAⅠ,ApoⅣ,ApoE, ApoB, ApoCⅡ和Apo(a)都存在着异构体,也就是说存在着各种不同的表型或基因型,并可分别从蛋白质水平和核酸水平进行分型。
Zannis于1981年根据ApoE表型提出ApoE基因模型,认为ApoE的合成是由位于一个基因位点上的三个等位基因所控制,即E2、E3和E4,每一个等位基因对应于一个主要异构体产生三种纯合子(E2/2,E3/3,E4/4)和三种杂合子(E2/3,E2/4,E3/4)共六种常见表型,另外还有极少见的异构体。一般认为,次要异构体是由主要异构体翻译后,经唾液酸糖化修饰后转变而来。ApoE3/3型又称野生型。ApoE的氨基酸序列的112位和158位两种氨基酸残基即精氨酸(Arg)和半胱氨酸(Cys)的交换决定了异构体的种类。ApoE4在这两个位置上都是Arg;E2都是Cys;112位为Cys和158位是Arg者为ApoE3异构体,见图3-3所示,自然人群中,基因频率ε3分布最高,ApoE3/3表型分布约70%。
dongmaizhouyangyinghua016.jpg人ApoE三种主要异构体的氨基酸残基及基因密码的改变位置
图3-3 人ApoE三种主要异构体的氨基酸残基及基因密码的改变位置
由于ApoE多态性具有生物学重要性,对ApoE多态性的研究是目前医学的热门话题。ApoE表型和基因型的检测方法很多,多年来先后采用等电聚焦电泳和基因分析术进行检测。目前从基因水平研究ApoE基因型显然优于其蛋白表型,因为ApoE翻译后修饰会影响蛋白分析,常见ApoE的蛋白表型和基因型图谱如图3-4、图3-5所示。
dongmaizhouyangyinghua017.jpg等电聚焦检测的ApoE表型
图3-4 等电聚焦检测的ApoE表型
dongmaizhouyangyinghua018.jpgApoE基因PCR产物HhaⅠ酶切后RFLP图谱
图3-5 ApoE基因PCR产物HhaⅠ酶切后RFLP图谱
M:PBr 322 DNA/Hhe Ⅲ Markers;1-5;分别为ε4/4、ε4/2、ε4/3和3/3;基因型6:PCR产物(292bp)

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四、ApoE多态性与疾病

人群中ApoE多态性存在种族变异,不同人群中ApoE基因型高度不同。欧洲人ε4等位基因频率从北到南呈下降趋势的分布。亚洲人ε4频率低,相比之下,非洲人及巴布比亚和新几内亚ε4频率高。
由于早期观察到ApoE2/2表型的Ⅲ型高脂蛋白血症病人未在成年即患冠心病,从此,对ApoE多态性进行了广泛研究,许多证据认为,ApoE多态性是动脉粥样硬化早期及发展过程中个体差异的主要原因。大量人群调查发现ε4等位基因的一般作用是可以显着地升高健康人的总胆固醇浓度,使之易患动脉粥样硬化,相反,ε2等位基因的一般作用是降低胆固醇浓度,其降低效应是ε4升高胆固醇的2~3倍。ApoE等位基因变异还与血浆ApoB浓度、甘油三酯及血管收缩压有关。Menzel等认为ε2等位基因对冠状动脉硬化的发展有防护作用,经临床研究发现,患心血管疾病如心肌梗塞幸存者,或血管造影证明有动脉粥样硬化者,比其对照组的ε4等位基因频率高。ApoE4/3杂合子比E3/2和E3/3基因型者发生心肌梗塞年龄早。ApoE多态性变异还与肾病综合症、糖尿病有关。
值得重视的是ApoE多态性与老年性痴呆病(AD)的关系。1993年,Rose研究发现,晚发性家族型AD病人ε4频率增多,还发现ApoE和来源于淀粉样前体蛋白的小多肽Aβ的亲和力很高。其后陆续发现AD病人中携带ε4等位基因者占46.2%,而对照组占13.2%。还发现携带二个ε4等位基因的研究对象比携带一个ε4的研究对象发生AD年龄早,比不携带ε4等位基因的研究对象发生AD年龄更早,1994年,Schacher等人相继报道百岁老人普遍携带ε2基因。。这一发现使ApoE多态性和研究向前迈出了一大步。有报道高老年人携带ε2等位基因数量是年青人的2倍。因此ε2等位基因似乎不仅可以保护人们免患AD,而且还与长寿有关。ApoE多态性与AD的关系,目前的研究主要集中在脑代谢中与Aβ或Tau蛋白以及神经元生长和分枝等有关。
总之,在研究高脂血症评定心脑血管疾病的危险因素方面,以ApoE多态性为手段进行研究有重要的临床意义。有学者认为,基因型的“坏”(ε4)和“好”(ε2)的等位基因之间的平衡,可作为基因分析应用于医学检验领域,协助临床疾病的诊断。

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第五节 载脂蛋白(a)

脂蛋白(a)[LP(a)]是1963年Berg研究β-脂蛋白的变异型时发现的,当时测定脂蛋白(a)在人群分布率为30%。目前采用更灵敏的方法发现几乎存在于所有人群中,仅是血浆浓度差异很大,波动在0~1000mg/L的范围。Eaton和Melean等于1987年克隆了人Apo(a)的基因序列,并推导出氨基酸序列。结果提示了Apo(a)的分子结构与纤溶酶原极为相似。Apo(a)含有一个疏水信号序列,其后为37个Kingle-4拷贝、1个Kingle-5及1个胰蛋白酶样区。第36个Kingle-4含有一个额外未配对半胱氨酸,推测此处可能是Apo(a)以二硫键与ApoB结合的部位。经胰蛋白酶限制性水解Apo(a)发现,Apo(a)中的Kingle-4有75%~85%的氨基酸与颖溶酶原的第391~472个氨基酸相同,有共同的抗原簇,表现出两者有交叉反应。纤溶酶原(PG)是一种丝氨酸蛋白酶原,含有791个氨基酸残基。结构中含有5个富含半胱氨酸的“Kingle”样结构,即Kingle-5,在Kingle-5的后面为一丝氨酸蛋白酶区。PG与Apo(a)结构相似。
Kingle结构是三个二硫键组成的三套环形结构,含有78~82个氨基酸残基,在其第1与第6,第2与第4,第3与第5半胱氨酸上,连成三个二硫键。这种结构也出现在前凝血酶,尿激酶,链激酶和纤溶酶原激活剂(t-PA)的组份中。由于Apo(a)分子中的Kingle-4数目可在15-37之间变化,从而造成Apo(a)有多种不同的异构体。
Apo(a)结构中有一蛋白酶区,推测其功能可能是一种酶。另外在分子中相当于PG蛋白酶的丝氨酸被精氨酸代替,即可使其丧失酶的功能。由于Kingle结构与PG相似,推测Apo(a)可能结合到像PG受体或纤维蛋白那样的大分子上,再加上LP(a)颗粒携带的胆固醇结合到血管损伤部位,因此它不仅促进动脉粥样硬化形成,也阻碍血管内凝血块的溶解。

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第六节 载脂蛋白D

ApoD是HDL中仅次于ApoAⅠ、AⅡ的一种载脂蛋白,在HDL2中约占21%,HDL3中占43%,VLDL中含有36%,ApoD化学本质是糖蛋白,其糖的组份中含有葡萄糖,甘露糖、半乳糖、葡萄胺和唾液酸。ApoD又称为薄线肽(thinline peptide),其分子量为22100,为一条多肽链,C-末端为天冬氨酸、苏氨酸、丙氨酸和丝氨酸,N-末端是封闭的,正常人血清含量为100~120mg/L。ApoD的生理功能尚不清楚,流行病学调查表明,ApoD与胆固醇酯尤其是HDL胆固醇之间存在着相关性,推测其可能是一种胆固醇转移蛋白,在胆固醇酯从HDL向VLDL的转移过程中起着重要的作用,也有不支持这一论点的实验依据,还有报道心肌梗塞和冠心病患者血浆ApoD水平与HDL-胆固醇水平呈正相关并同时降低。ApoD水平可能与遗传因素有关,并与ApoAⅠ共同作为心血管疾病的早期预测指标。

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第七节 载脂蛋白H

人载脂蛋白H(human apolipoprotein H,ApoH)又称为β2糖蛋白Ⅰ(β2-glycoprotein,β2-GI),由Schultze等于1961年首先发现,它是人血浆中作为过氯酸可溶性部分存在的一种50kD糖蛋白。
ApoH是由326个氨基酸残基组成的单链多肽,其中含量最丰富的是脯氨酸(共31个),半胱氨酸共有22个,与二硫键的形成有关。含有甘氨酸23个,并与胱氨酸共同形成高频β-转角所必需。ApoH分子量为50kD,具有寡聚多糖的结构,含有5个分支糖胺寡聚多糖侧链,糖链占整个蛋白质分子的19%,系由半乳糖,甘露糖、N-乙酰氨基葡萄糖、岩藻糖及N-乙酰神经氨酸组成。所有寡聚多糖均通过糖基受体序列Asn-X-Ser/Thr而连接到天冬酰胺位点上,分别位于143、164、169、174和234残基位置上。受体序列中间位的“X”为色氨酸(Trp),且这两个Trp在蛋白链中都为同源位点。
因等位基因缺失可引起血清浓度异常,依此提出两个常染色体共显性等位基因-BgN(正常型)和BgD(缺失型)控制ApoH的表达模式:BgNBgN纯合子个体,其ApoH浓度在169~300mg/L;BgNBgD杂合子,血清浓度在60~140mg/L;而BgDBgD纯合子个体则<50mg/L。BgD缺失型等位基因出现频率在先天愚型人群中>20%,比健康人群要高。非遗传因素也可以起血清中ApoH含量的变化。因ApoH基因变异,其结构存在多态性,目前认为编码相关的三个普通等位基因即ApoH1、ApoH2和ApoH3、还有ApoH4的存在。三个常染色体的3个等位基因型决定了六种不同形式的表型,共同基因ApoH2出现频率高达90%。
在人血浆中占总量60%的ApoH存在于离心后d>1.21g/ml底层部分的游离脂蛋白中,余下部分则主要存在于富含TG的脂蛋白中,是CM、VLDL、LDL和HDL的组成成分,又是LPL的激活剂。有报道,ApoH在ApoCⅡ存在时,能提高LPL活性45±17%,而ApoCⅢ则降低ApoH是ApoCⅡ赋予的LPL活性的77%。ApoH还参与凝血机制,因为ApoH与血小板结合,使磷脂带阴电荷,从而减少凝血因子Xa、Va、Ca++与凝血酶原的结合位点或凝血酶原结合到血小板膜上后,通过调节腺苷酸环化酶活性来抑制ADP介导的血小板凝集,它作为一种血浆抑制因子,抑制内源性凝血旁路的接触激活。
在肾小管疾病中,ApoH的检测可作为早期肾小管损伤时的诊断指标,然而灵敏度尚不够高。
健康人血浆中ApoH浓度为193±30mg/L。
(周新 郑芳)

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(载脂蛋白的种类与结构)参考文献

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