APOLIPOPROTEIN E: EGENSKAPER, FUNKTIONER, SJUKDOMAR - BIOLOGI - 2025

Den apolipoprotein E eller ε apolipoprotein , är ett plasma apolipoprotein del av de makromolekylära komplex kända som lipoproteiner, som är associerade med fetter, såsom triglycerider och kolesterol, som är belagda med ett skikt av fosfolipider och andra proteiner.

Detta apolipoprotein, liksom andra lipoproteiner i samma klass, bidrar till stabilisering och solubilisering av lipoproteiner (med hänvisning till lipoproteinkroppar) när de cirkulerar genom blodomloppet.

Struktur för Apolipoprotein E (Källa: Jawahar Swaminathan och MSD-personal vid European Bioinformatics Institute via Wikimedia Commons)

På grund av dess deltagande i lipoproteiner har apolipoprotein E direkta effekter på innehållet av kolesterol och triglycerider i serum, vilket innebär att det är relaterat till patologierna förknippade med koncentrationen av dessa lipider i blodet.

Apolipoproteiner såsom apoE är en del av olika typer av lipoproteiner som, beroende på deras flytande densitet, klassificeras som kylomikroner, kvarvarande chylomikronpartiklar, mycket lågdensitetslipoproteiner (VLDL), mellanliggande densitet (IDL), låg densitet (LDL) ) och hög densitet (HDL).

Specifikt är apolipoprotein E en del av proteinkomponenterna i kylomikroner, av de återstående kylomikronpartiklarna, av VLDL och HDL. Det syntetiseras i levern, hjärnan, huden, makrofager och steroidogena organ.

egenskaper

Proteinet med 299 aminosyror och mer eller mindre 34 kDa med molekylvikt kodas av en gen som tillhör den apolipoprotein genetiska familjen (APO), där varje medlem av familjen består av enheter upprepade i satser om 11 kodon vardera. .

Hos människor har denna starkt polymorfa gen tre vanliga alleler och är belägen på den långa armen på kromosom 19 och är nära besläktad med andra gener i samma familj. Det består av fyra exoner och 3 introner som totalt uppgår till cirka 3 597 nukleotider.

Protein syntetiseras främst i levervävnad, men kan också hittas i hjärnan, mjälten, njurarna, gonaderna och makrofagerna.

Mönstren för de olika isoformerna som den kan presentera bestäms inte bara genetiskt, utan beror också på närvaron av post-translationella modifieringar såsom tillsats av delar av sialinsyra (sialylering).

Förekomsten av vissa isoformer med avseende på andra har varit inblandade i vissa patologiska tillstånd, trots att skillnaderna mellan dem ofta är lika enkla som aminosyrasubstitutioner.

Strukturera

Liksom de andra apolipoproteinerna har apolipoprotein E en mycket ordnad struktur. Den består av alfa-helikser, som förutsägs från analysen av dess aminosyrasekvens och verifieras med experimentella metoder.

Den har en stor lipidbindande domän nära den karboxylterminala änden och utsöndras med stora mängder sialinsyrarester, som successivt avlägsnas genom komplexa mekanismer.

Funktioner

Den primära funktionen av apolipoprotein E såväl som många andra apolipoproteinvarianter är att bibehålla den strukturella integriteten för lipoproteiner i lipidmetabolismen.

Det fungerar som en kofaktor i de enzymatiska reaktionerna som äger rum i sfäriska kroppar av lipoprotein och kan fungera som en ytreceptor på dessa. Specifikt är apolipoprotein E avgörande för bildandet av lipoproteiner med mycket låg densitet (VLDL) och kylomikroner.

Vid transport och metabolism av kolesterol

Eftersom de olika isoformerna av apolipoprotein E verkar annorlunda med specifika cellulära receptorer för lipoproteiner, spelar de en grundläggande roll i regleringen och upprätthållandet av cirkulerande kolesterolnivåer.

Apolipoproteinet E som finns i kylomikroner, i de återstående kylomikronpartiklarna (efter hydrolys av triglyceriderna i deras inre) och i partiklar med mycket låg densitet är associerade med specifika receptorer som transporterar dem till levervävnaden för omfördelning eller eliminering av kolesterol.

Det är ett avgörande protein för cellulärt "upptag" av både HDL- och VLDL-lipoproteiner och hos nyfödda är HDL-lipoproteiner med apoE de vanligaste.

Vid bindning av lipoproteiner till specifika faktorer

ApoE-innehållande lipoproteiner har förmågan att binda till heparin genom samma region, genom vilka dessa partiklar binder till receptorer, vilket tycks ha fysiologiska konsekvenser för bindningen av lipoproteiner till endotelytor.

I immunsystemet

Ytan på lymfocyter (celler i immunsystemet) har en immunreglerande receptor som kan binda specifikt till apolipoprotein E, vilket gör lymfocyterna resistenta mot mitogen stimulering. Detta innebär hämning av de tidiga transformationshändelserna som krävs för aktiveringen av dessa celler.

Andra funktioner

ApoE och dess isoformer har visat sig ha en stor inverkan på livslängd och åldrande.

Relaterade sjukdomar

Mer än en miljon människor dör varje år i USA på grund av hjärt-kärlsjukdom, inklusive koronar hjärtsjukdom, hjärtrytm, arteriell sjukdom, kardiomyopatier, födelsedefekter och kärlsjukdomar, bland andra.

Koronarsjukdomar är de vanligaste, och bland de riskfaktorer som indikeras för dessa är cigarettskonsumtion, överdrivna kolesterolnivåer (associerade med både överskott av lågdensitetspartiklar och defekter i mängden partiklar med hög densitet) , högt blodtryck, stillasittande livsstil, fetma och diabetes.

Olika studier har visat att defekter i kodningsplatsen för apolipoprotein E och dess varianter motsvarar 6% till 40% av riskfaktorerna för koronar hjärtsjukdom, eftersom de är direkt involverade i metabolismen av lipider och kolesterol.

Andra sjukdomar som apoE har förknippats med har att göra med neurologiska störningar såsom Alzheimers sjukdom, som är förknippade med apoE4-varianten som en riskfaktor för den kognitiva nedgången som inträffar under utvecklingen av denna sjukdom.

ApoE interagerar uppenbarligen med beta-amyloidpeptiden, vars avsättning i form av amyloidplack är väsentlig för upprättandet av Alzheimers tillstånd.

referenser

1. Chen, J., Li, Q., & Wang, J. (2011). Topologi av humant apolipoprotein E3 reglerar unikt dess olika biologiska funktioner. PNAS, 108 (15744), 2-7.
2. Danesh, J. (2009). Större lipider, apolipoproteiner och risk för vaskulär sjukdom. American Medical Association, 302 (18), 1993–2000.
3. Eichner, JE, Dunn, ST, Perveen, G., Thompson, DM, & Stewart, KE (2002). Apolipoprotein E Polymorfism och hjärt-kärlsjukdom: en stor översyn. American Journal of Epidemiology, 155 (6), 487–495.
4. Hatters, DM, Peters-libeu, CA, & Weisgraber, KH (2006). Apolipoprotein E-struktur: insikt om funktion. Trends in Biochemical Sciences, 31 (8), 445-454.
5. Mahley, RW, Innerarity, TL, Rall, SC, & Weisgarber, KH (1984). Plasmalipoproteiner: apolipoproteinstruktur och funktion. Journal of Lipid Research, 25, 1277–1294.
6. Raber, J. (2008). AR, apoE och kognitiv funktion. Hormoner och beteende, 53, 706–715.