APOLIPOPROTEIN E: EGENSKABER, FUNKTIONER, SYGDOMME - BIOLOGI - 2025

The apolipoprotein E eller ε apolipoprotein, er et plasma apolipoprotein del af de makromolekylære komplekser er kendt som lipoproteiner, der er forbundet med fedtstoffer, såsom triglycerider og kolesterol, der er overtrukket med et lag af phospholipider og andre proteiner.

Dette apolipoprotein såvel som andre lipoproteiner af samme klasse bidrager til stabilisering og solubilisering af lipoproteiner (henviser til lipoproteinlegemer), når de cirkulerer gennem blodbanen.

Struktur af Apolipoprotein E (Kilde: Jawahar Swaminathan og MSD-personale ved Det Europæiske Bioinformatikinstitut via Wikimedia Commons)

På grund af sin deltagelse i lipoproteiner har apolipoprotein E direkte konsekvenser for indholdet af kolesterol og triglycerider i serum, hvilket betyder, at det er relateret til patologierne forbundet med koncentrationen af ​​disse lipider i blodet.

Apolipoproteiner såsom apoE er en del af forskellige typer lipoproteiner, der afhængigt af deres flydende tæthed klassificeres som chylomikroner, resterende chylomicronpartikler, lipoproteiner med meget lav densitet (VLDL), mellemdensitet (IDL), lav densitet (LDL)) og høj densitet (HDL).

Specifikt er apolipoprotein E en del af proteinkomponenterne i chylomicroner, af de resterende chylomicronpartikler, af VLDL og HDL. Det syntetiseres i leveren, hjernen, huden, makrofager og steroidogene organer.

egenskaber

Proteinet med 299 aminosyrer og mere eller mindre 34 kDa med molekylvægt kodes for et gen, der hører til den apolipoprotein genetiske familie (APO), hvor hvert medlem af familien er sammensat af enheder, der gentages i batches med 11 kodoner hver..

Hos mennesker har dette stærkt polymorfe gen tre almindelige alleler og er placeret på den lange arm af kromosom 19 og er tæt beslægtet med andre gener i samme familie. Det består af 4 eksoner og 3 introner, der tilsammen udgør ca. 3.597 nukleotider.

Protein syntetiseres primært i levervæv, men kan også findes i hjernen, milten, nyrerne, gonader og makrofager.

Mønstrene for de forskellige isoformer, som den kan præsentere, bestemmes ikke kun genetisk, men skyldes også tilstedeværelsen af ​​post-translationelle modifikationer, såsom tilsætning af dele af sialinsyre (sialylering).

Forekomsten af ​​nogle isoformer med hensyn til andre har været impliceret under nogle patologiske tilstande, på trods af det faktum, at forskellene mellem dem ofte er så enkle som aminosyresubstitutioner.

Struktur

Som de andre apolipoproteiner har apolipoprotein E en meget ordnet struktur. Det er sammensat af alfa-helikser, der er forudsagt ud fra analysen af ​​dens aminosyresekvens og verificeret ved hjælp af eksperimentelle metoder.

Det har et stort lipidbindende domæne tæt på den carboxylterminale ende og udskilles med store mængder sialinsyrerester, som gradvist fjernes gennem komplekse mekanismer.

Funktioner

Den primære funktion af apolipoprotein E såvel som mange andre apolipoproteinvarianter er at opretholde den strukturelle integritet af lipoproteiner i lipidmetabolismen.

Det fungerer som en kofaktor i de enzymatiske reaktioner, der finder sted i sfæriske lipoproteinlegemer og kan tjene som en overfladeceptor på disse. Specifikt er apolipoprotein E afgørende for dannelsen af ​​lipoproteiner med meget lav densitet (VLDL) og chylomikroner.

Ved transport og metabolisme af kolesterol

Fordi de forskellige isoformer af apolipoprotein E fungerer forskelligt med specifikke cellulære receptorer for lipoproteiner, spiller de en grundlæggende rolle i reguleringen og opretholdelsen af ​​cirkulerende kolesterolniveauer.

Apolipoproteinet E, der er til stede i chylomicroner, i de resterende chylomicronpartikler (efter hydrolyse af triglyceriderne inde i dem) og i partikler med meget lav densitet er forbundet med specifikke receptorer, der transporterer dem til levervæv til omfordeling eller eliminering af kolesterol.

Det er et bestemmende protein for cellulær "optagelse" af både HDL og VLDL lipoproteiner og hos nyfødte er HDL lipoproteiner med apoE de mest rigelige.

Ved binding af lipoproteiner til specifikke faktorer

ApoE-holdige lipoproteiner har evnen til at binde til heparin gennem den samme region, hvormed disse partikler binder til receptorer, hvilket synes at have fysiologiske implikationer for bindingen af ​​lipoproteiner til endoteloverflader.

I immunsystemet

Overfladen af ​​lymfocytter (celler i immunsystemet) har en immunregulerende receptor, der er i stand til specifikt at binde til apolipoprotein E, hvilket gør lymfocytterne resistente over for mitogen stimulering. Dette omsættes til hæmning af de tidlige transformationsbegivenheder, der kræves til aktivering af disse celler.

Andre funktioner

ApoE og dets isoformer har vist sig at have en stor indflydelse på lang levetid og aldring.

Relaterede sygdomme

Mere end en million mennesker dør hvert år i USA på grund af hjerte-kar-sygdom, herunder koronar hjertesygdom, hjertearytmier, arteriel sygdom, kardiomyopatier, fødselsdefekter og vaskulære tilstande, blandt andre.

Koronarsygdomme er de mest almindelige, og blandt de risikofaktorer, der er indikeret for disse, er cigaretforbrug, overdrevne kolesterolniveauer (forbundet med overskydende partikler med lav tæthed og defekter i mængden af ​​partikler med høj densitet), hypertension, stillesiddende livsstil, fedme og diabetes.

Forskellige undersøgelser har vist, at defekter i det kodende lokus for apolipoprotein E og dets varianter svarer til 6% til 40% af risikofaktorerne for koronar hjertesygdom, da de er direkte involveret i lipid- og kolesterolmetabolisme.

Andre sygdomme, som apoE er blevet forbundet med, har at gøre med neurologiske lidelser, såsom Alzheimers sygdom, som er forbundet med apoE4-varianten som en risikofaktor for den kognitive tilbagegang, der opstår under udviklingen af ​​denne sygdom.

ApoE interagerer tilsyneladende med beta-amyloidpeptidet, hvis deponering i form af amyloidplaques er essentielt for etablering af Alzheimers sygdom.

Referencer

1. Chen, J., Li, Q., & Wang, J. (2011). Topologi af humant apolipoprotein E3 regulerer unikt dens forskellige biologiske funktioner. PNAS, 108 (15744), 2-7.
2. Danesh, J. (2009). Major lipider, apolipoproteiner og risiko for vaskulær sygdom. American Medical Association, 302 (18), 1993–2000.
3. Eichner, JE, Dunn, ST, Perveen, G., Thompson, DM, & Stewart, KE (2002). Apolipoprotein E polymorfisme og hjerte-kar-sygdom: en kæmpe anmeldelse. American Journal of Epidemiology, 155 (6), 487–495.
4. Hatters, DM, Peters-libeu, CA, & Weisgraber, KH (2006). Apolipoprotein E-struktur: indsigt i funktion. Trends in Biochemical Sciences, 31 (8), 445-454.
5. Mahley, RW, Innerarity, TL, Rall, SC, & Weisgarber, KH (1984). Plasmalipoproteiner: apolipoproteinstruktur og funktion. Journal of Lipid Research, 25, 1277–1294.
6. Raber, J. (2008). AR, apoE og kognitiv funktion. Hormoner og adfærd, 53, 706–715.