8. Apolipoproteiny:
I. Rodzina A: związana z HDL
a) apoA-I
- aktywacja białka ABC, które umożliwia przeniesienie cholesterolu z komórki do cząstki HDL
- aktywator LCAT
- główna apolipoproteina lipoprotein HDL (70% ich białka)
- masa 28 kDa
- ligand dla cubiliny – umożliwia to jej resorpcję zwrotną w cewkach proksymalnych nefronów
- wysokie stężenie w osoczu: 100-130 mg/dl
- synteza w wątrobie i jelicie
- drastyczne obniżenie jej stężenia występuje w chorobie Tangierskiej (sam defekt dotyczy białka ABC1, jego skutkiem jest obniżone stężenie HDL i apoA-I)
b) apoA-II
- regulacja HTGL (wątrobowa lipaza triglicerydowa degradująca remnanty VLDL)
- masa 17 kDa
- stanowi 20% białek HDL
- obecna w 2/3 cząstek HDL
- synteza w wątrobie
- stężenie we krwi: ok. 30 mg/dl
c) apoA-IV
- masa 45 kDa
II. Rodzina B:
a) apoB48
- obecna w chylomikronach i ich remnantach
- pełni funkcję strukturalną
- masa 260 kDa
- syntezowana w jelicie
b) apoB100
- obecna w VLDL i LDL
- jest ligandem dla receptora wysokiego powinowacta apoB/E
- posiada masę 550 kDa
- syntezowana w wątrobie
c) obie apolipoproteiny są syntezowane przy wykorzystaniu mRNA z tego samego genu jako matrycy; w jelicie następuje modyfikacja posttranskrypcyjna mRNA, co powoduje, że translacja kończy się na 2153 kodonie (białko zawiera 2152 reszty aminokwasowe); w wątrobie powstaje białko złożone z aminokwasów kodowanych przez wszystkie 4563 kodony;
w jelicie mRNA genu APOB podlega redagowaniu – RNA editing, które prowadzi do zamiany reszty C w 2153 kodonie CAA na U, przez co z kodonu glutaminy powstaje kodon stop; reakcję katalizuje deaminaza cytydynowa
III. Rodzina C: związane z metabolizmem lipoprotein bogatych w triglicerydy, swobodnie przenoszone między różnymi frakcjami lipoprotein
- syntezowane w wątrobie i jelicie
- apoproteiny o najniższej masie cząsteczkowej (I – 6,5 kDa, II – 8,3 kDa, III – 8,7 kDa)
- apoC-I – aktywator LCAT
- apoC-II – aktywator LPL; jej defekt może prowadzić do chylomikronemii
- apoC-III – inhibitor LPL
- obecne w HDL, chylomikronach, VLDL
9. Apolipoproteina E:
a) występowanie:
- chylomikrony i ich remnanty
- VLDL
- IDL (remnanty VLDL)
- HDL
b) rola:
- eliminacja z krążenia produktów katabolizmu chylomikronów (receptor LRP)
- metabolizm VLDL - eliminacja IDL (ligand dla receptora apoB/E)
c) synteza:
- wątroba
- mózg (głównie przez neuroglej)
- śledziona
- nerki i płuca
d) masa:
- 34 kDa; 299 aminokwasów
e) gen:
- na 19 chromosomie
- 3 allele: ε2, ε3, ε4
f) polimorfizm genu:
- 6 fenotypów związanych z różnymi kombinacjami alleli: apoE2/2, apoE3/2, apoE3/3, apoE4/3, apoE4/4, apoE4/2
- poszczególne izoformy różnią się aminokwasami w pozycji 112 i 158
- izoforma apoE2 ma mniejszą zdolność wiązania się z receptorem apoB/E, co prowadzi do zmniejszenia katabolizmu remnantów VLDL i chylomikronów w wątrobie; towarzyszy temu wzmożony wychwyt LDL przy udziale „zwolnionych” receptorów apoB/E, co skutkuje obniżonym stężeniem cholesterolu całkowitego i LDL (homozygoty apoE2/2)
- izoforma apoE4 przyspiesza katabolizm lipoprotein wyposażonych w apoE – wykazuje wyższe powinowactwo do receptora apoB/E niż izoforma apoE3; wzmożony transport lipidów, w tym cholesterolu w VLDL, skutkuje zmniejszeniem ilości receptorów LDL w błonie hepatocytu; podwyższa się poziom LDL, które nie są wyłapywane przez wątrobę, przez co wzrasta ryzyko choroby niedokrwiennej serca
- fenotyp apoE4/4 obserwowany częściej w hiperlipoproteinemiach typu II, apoE2/2 w hiperlipoproteinemii typu III
g) drugi rodzaj polimorfizmu: związany z postrtranslacyjną glikozylacją – przyłączenie reszt kwasu sjalowego
h) izoforma apoE4 może odgrywać rolę w patomechanizmie choroby Alzheimera; apoE4 może tworzyć kompleksy z peptydem beta/A4 pochodzącym z białka prekursorowego amyloidu APP; brak alleli ε4 obniża ryzyko wystąpienia choroby
12. Kubilina i megalina:
Kubilina:
a) białko zakotwiczone w błonie komórkowej dzięki palmitylacji
b) masa ok. 470 kDa
c) jej ligandy:
- apolipoproteina A-I
- transferyna
- kompleks IF-witamina B12
- RAP
- białka komórek Clara
Megalina:
a) transbłonowa
b) masa ok. 600 kDa
c) samotnie występuje w błonach:
- podocytów
- pneumocytów typu II
- komórek tarczycy
- komórek przytarczyc
- endometrium
- najądrzu
d) ligandy:
- kompleks transkobalamina-B12
- kompleks RBP-witamina A
- apolipoproteina H
- alfa-2-mikroglobulina
- transtyretyna
- PTH
- hormony peptydowe
- kompleks UPA-PAI-I
- Apo-B
W połączeniu z megaliną kubilina występuje w:
- jelicie cienkim
- cewce proksymalnej nefronu
- cytotrofoblaście
Ligandy wspólne dla megaliny i cubiliny:
- DBP – białko wiążące witaminę D
- lekki łańcuch Ig
- hemoglobina
- albumina
13. Receptor LDL (LDLR):
a) receptor apoB/E zwany receptorem wysokiego powinowactwa
b) ligandy:
- apoB-100
- apoE
c) aktywność hamowana przez RAP – receptor associated lipoprotein
d) funkcje:
- tkanki pozawątrobowe: pobieranie (internalizacja) LDL
- wątroba: pobieranie różnych lipoprotein wyposażonych w apoB-100
e) obecny w zagłębieniach błonowych pokrytych klatryną – zagłębienia przechodzą w pęcherzyki endocytarne
f) ekspresja genu receptora hamowana przez cholesterol
g) struktura:
- domena wiążąca ligand (przy N-końcu) – liczne wiązania dwusiarczkowe
- domena zbliżona do prekursora czynnika wzrostu EGF – EGFP
- domena bogato glikozylowana (bez znaczenia funkcjonalnego)
- domena transbłonowa
- domena cytozolowa przy C-końcu z sekwencją sygnałową
sekwencje wiążące ligand znajdują się przy N-końcu receptora: 40-aminokwasowe w 50% homologiczne powtórzenia (w liczbie 7)
domena EGFP wykazuje 30% homologii w stosunku do sekwencji EGF (3 powtórzenia); jej funkcja polega na uwalnianiu ligandu z jego połączenia z domeną wiążącą ligand
h) gen posiada 18 eksonów
i) jego mutacje powodują hiperlipoproteinemię typu II
15. Chylomikrony:
I. struktura i skład:
a) syntezowane w jelicie; trafiają do chłonki i przez przewód piersiowy do układu krwionośnego; wielkość: do 1000 nm
b) skład lipidowy:
- triglicerydy: 90-95 %
- estry cholesterolu: 2-4%
- fosfolipidy: 2-6%
- wolny cholesterol: 1%
- białka: 1%
c) odpowiedzialne w głównej mierze za transport triglicerydów egzogennych
d) skłąd białkowy:
- apoB48
- apoC-II – otrzymują je od HDL
II. metabolizm
a) otrzymują apoC-II od HDL
b) z prądem krwi trafiają do tkanki tłuszczowej żółtej i mięśni poprzecznie prążkowanych, tu poddawane są działaniu lipazy lipoproteinowej aktywowanej przez apoC-II
c) działanie LPL uwalnia wolne kwasy tłuszczowe, glicerol i apoC-II – powstaje chylomikron resztkowy (remnant chylomikronu)
d) remnanty chylomikronów są wyłapywane przez hepatocyty przy udziale odpowiednich receptorów
e) zaburzenia w metabolizmie prowadzą do hiperlipoproteinemii typu I oraz (częściowo) typu V
f) im wyższe stężenie chylomikronów tym niższe stężenie HDL
16. VLDL:
a) syntezowane przez hepatocyty
b) bogate w triglicerydy – endogenne, w przeciwieństwie do TG w chylomikronach
c) skład lipidowy:
- triglicerydy: 50-65 %
- estry cholesterolu: 8-14 %
- fosfolipidy: 12-16 %
- wolny cholesterol: 4-7 %
d) skład białkowy (białka stanowią 5-10% cząstki):
e) połączenie składników lipidowych z białkowymi następuje w aparacie Golgiego – powstaje natywny (niedojrzały) VLDL
f) metabolizm:
- w krwiobiegu natywny VLDL otrzymuje apoC-II od HDL
- dzięki aktywności CETP otrzymuje od HDL cholesterol, w zamian oddaje triglicerydy
- w naczyniach tkanki tłuszczowej i mięśni poprzecznie prążkowanych poddawany działaniu LPL
- powracają jako IDL do wątroby,
- 2/3 IDL jest wyłapywane przez receptor wysokiego powinowactwa (ligandem jest apoB-100)
- 1/3 IDL jest przez HTGL przekształcana w LDL (apoE odłącza się w tym procesie)
g) podwyższony poziom VLDL obserwowany w hiperlipoproteinemii typu IV i V
24. Modyfikacje LDL:
a) modyfikacje biłka apo B100 – skutkują jego obniżonym powinowactwem do receptora LDL
- oksydacja – pod wpływem wolnych rodników i enzymów lizosomalnych; zachodzi pod wpływem substancji uwalnianych przez komórki krwi; dotyczy zwłaszcza reszt tyrozyny i lizyny, może prowadzić do fragmentacji białka; tak zmodyfikowana apo B100 może stać się obca antygenowo
- glikacja – spada powinowactwo do receptora LDL, zwiększa się wychwyt przy udziale receptorów scavenger
- glikooksydacja
- angiotensynizacja
- tiolacja – przyłączenie homocysteiny
b) modyfikacje kwasów tłuszczowych
- utlenianie do nadtlenków kwasów tłuszczowych
c) modyfikacje cholesterolu:
- utlenianie do oksysterolu
d) modyfikacje mogą prowadzić do wytwarzania przeciwciał przeciwko cząstkom LDL
e) w ścianie naczyniowej LDL są modyfikowane przez: lipooksygenację, aktywność mieloperoksydazy, wolne rodniki takie jak: rodnik ponadtlenkowy, peroksynitryle, rodnik hydroksylowy
f) lipoproteiny LDL są zabezpieczone przed oksydacją przez znajdujące się w nich: gamma i alfa tokoferol, karotenoidy, retinoidy
g) modyfikacje prowadzą do nasilenia aterogennego wpływu LDL
Małe gęste LDL:
a) podfrakcji B lipoprotein LDL
b) wykazuje bardziej aterogenny wpływ niż podfrakcja A
c) ich obecność związana jest z insulinoopornością i nadprodukcją apo-B100
d) mechanizm zwiększenia produkcji ich komponenty białkowej w insulinooporności:
- insulina nie może hamować lipolizy w tkance tłuszczowej żółtej, co skutkuje
- zwiększoną zawartością FFA w osoczu i ich transportem do wątroby, w której
- obecne w dużej ilości FFA stymulują syntezę VLDL hamując degradację apo-B100 (która uległaby degradacji przy niskich stężeniach FFA)
- zwiększona ilość VLDL intensywnie wymienia triglicerydy na cholesterol z HDL, co w konsekwencji prowadzi do obniżenia poziomu HDL
- następuje patologiczna wymiana lipidów między VLDL a LDL, co obniża zawartość cholesterolu w cząstkach LDL; kiedy LDL zostaną poddane działaniu LPL, która uwolni z nich składniki triglicerydowe, będą posiadały mniejszą ilość cholesterolu w stosunku do podfrakcji A – tzn. będą miały obniżony stosunek zawartości cholesterolu do zawartości białka, którego będzie tyle samo – dalej jedna cząsteczka apo-B100 na jedną cząstkę LDL
e) ich aterogenność polega na:
- małym powinowactwie do receptora LDL
- długim okresie półtrwania
- intensywnym naciekaniu ściany naczyniowej
- silnym wiązaniu z glikozaminoglikanami
- przyspieszonej oksydacji
- intensywnym wychwycie przez makrofagi
18. Wykrywanie małych gęstych LDL:
a) elektroforeza w gradiencie pH
b) ultrawirowanie w gradiencie gęstości
c) NMR lipoprotein – pozwala zmierzyć stężenie samych cząstek LDL oraz ich wielkość
d) stężenie apoB-100
19. HDL:
a) wielkość: 8-13 nm
- duża zawartość cholesterolu, estry: 10-20%, wolny: 5%;
- fosfolipidy stanowią 25% masy,
- triglicerydy: 7%
c) skład białkowy:
- białka stanowią ok 45% masy cząstek
- 70% białek stanowi apo AI (28 kDa) – występująca we wszystkich HDL
- 20% stanowi apo AII (17 kDa) – występuje w 2/3 cząstek HDL
- białka migrujące: apo CI, apo CII, apo CIII, apo E
Przeciwmiażdżycowe działanie HDL:
- transport zwrotny cholesterolu – usuwanie go ze ściany naczyniowej
- hamowanie adhezji monocytów
- hamowanie oksydacji LDL dzięki obecności paraoksonazy – antyoksydacyjnego enzymu wytwarzanego przez wątrobę
20. CYKL HDL:
- apo AI – niezbędny składnik, syntezowana w jelicie
- apo AI zostaje otoczone fosfolipidami i cholesterolem – proces zachodzi przy powierzchni hepatocytów, ale też w innych miejscach obfitujących w fosfolipidy i cholesterol – powstaje natywny HDL3 o kształcie dyskoidalnych
- apo AI oddziałuje z receptorem, dzięki czemu możliwy staje się transport cholesterolu z komórki do HDL za pośrednictwem białka ABC-1 (posiada 2 domeny regulowane przez ATP, jego ekspresja jest zależna od aktywacji PPAR przez tiazolidynodiony i wolne kwasy tłuszczowe); mówimy, że apo AI aktywuje ABC-1
- po odebraniu cholesterolu i jego estryfikacji przez LCAT HDL3 przechodzi w HDL2A
- HDL2A pod wpływem CETP przechodzi w HDL2B
- HDL2B poddawany jest działaniu HTGL, następuje hydroliza triglicerydów – powoduje to jego ponowne przejście w formę HDL3
21. Transport zwrotny cholesterolu:
- zachodzi dzięki cząstkom HDL odbierającym cholesterol z tkanek obwodowych; jest to możliwe dzięki białku ABC-1 komórek obwodowych, aktywowanemu przez apo AI
a) droga bezpośrednia:
- zachodzi przy udziale receptora SR B1 – scavenger receptor
- całe cząstki HDL zostają wciągnięte do wnętrza do wnętrza hepatocytu
- estry cholesterolu są hydrolizowane przez esterazę
- HDL nie zostaje całkowicie strawiony - w „okrojone” formie (większą część stanowi apo AI) zostaje wydzielony z powrotem z hepatocytu
RECEPTORY SCAVENGER
a) nie podlegają regulacji
- zmodyfikowane lipoproteiny
- polirybonukleotydy
- naturalne i zmodyfikowane polisacharydy
- endotoksyny, azbest i inne obce sunstancje
c) rozmieszczenie:
- komórki śródbłonka
- makrofagi
- komórki Browicza-Kupffera
d) należy do nich receptor SR B1
- zlokalizowany na hepatocycie
- pośredniczy w przekazywaniu cholesterolu z HDL do komórki (HDL nie podlega wówczas internalizacji)
e) receptory scavenger makrofagów z uwagi na brak regulacji odgrywają istotną rolę w miażdżycy; absorpcja nadmiernych ilości cholesterolu i zmodyfikowanych lipoprotein przez makrofagi za pośrednictwem receptorów scavenger prowadzi do powstania komórek piankowatych – foam cells, których obecność prowadzi do powstania blaszki miażdżycowej
b) droga pośrednia – jest najistotniejsza u człowieka:
- polega na wymianie lipidów między HDL a VLDL: HDL przyjmują triglicerydy przekazując część swojego cholesterolu na VLDL
- VLDL jest następnie poddawany działaniu lipazy lipoproteinowej, w wyniku czego powstają IDL – remnanty VLDL
- 2/3 remnantów VLDL internalizowane jest przez hepatocyty po związaniu przez receptor wysokiego powinowactwa
- 1/3 poddawana jest działaniu HTGL, przez co przekształca się w LDL, których 75% jest wyłapywane przez wątrobę
c) cholesterol w wątrobie:
- obniża aktywność reduktazy beta-hydroksy, beta-metylo glutarylo-S-CoA – hamuje syntezę endogennego cholesterolu
- po przekształceniu w oksysterole hamuje ekspresję receptora LDL
- jest deponowany w hepatocycie dzięki ACAT
- służy do syntezy kwasów żółciowych
22. ABCA1:
a) ATP binding cassette transporter A1
b) 2261 aminokwasów, członek nadrodziny białek ABC
c) złożone z 2 podobnie zbudowanych kowalencyjnie ze sobą związanych połówek
d) każda połówka posiada domenę wiążącą nukleotydy z dwoma konserwatywnymi motywami (Walker 1 i Walker 2) oraz domenę transbłonową i zewnątrzkomórkową (tworzącą glikozylowane pętle)
e) uczestniczy w transporcie lipidów z komórki na zewnątrz albo w mechanizmie bezpośrednim tworząc kanał, albo pełniąc rolę regulatorową (dokładny mechanizm nieznany)
f) defekt genu ABCA1 jest przyczyną choroby tangierskiej
g) C-koniec (w cytozolu) oddziałuje z syntrofiną-β2 i utrofiną
h) ABCA1 odpowiada za transport:
- fosfolipidów (przede wszystkim); głównie fosfatydylocholiny
- cholesterolu
- innych substancji – α-tokoferolu, apoE, interferonu-1β
i) mechanizm działania:
- wpływ na błonę komórkową – organizuje ją w mikrodomeny, co ułatwia przenoszenie lipidów na lipoproteiny
- bezpośrednie oddziaływanie z apoA-I
j) wzrost ekspresji genu następuje przy wysokich wewnątrzkomórkowych stężeniach cholesterolu
- powstające w komórce oksysterole tworzą kompleks z receptorami LXR i następnie aktywują ekspresję genu ABCA1
23.
1. LCAT:
a) acylotransferaza lecytyna-cholesterol
b) syntezowana w wątrobie, uwalniana do krążenia
c) estryfikuje cholesterol w HDL biorąc udział w jego zwrotnym transporcie
d) dwa typy aktywności LCAT:
- alfa – estryfikacja cholesterolu HDL
- beta – estryfikacja cholesterolu w lipoproteinach zawierających apoB; brak tego rodzaju aktywności, który może być skutkiem rozległych chorób wątroby, prowadzi do wzrostu poziomu wolnego cholesterolu
e) jego aktywatory:
- apoA-I
- apoA-IV
- apoC-I
f) aktywność LCAT ostatecznie prowadzi do zwiększenia zawartości apoE i obniżenia zawartości apoC w VLDL
g) objawy wrodzonego niedoboru LCAT:
- zwiększenie stężenia triglicerydów
- zmętnienie rogówki
- niedokrwistość
- białkomocz
- zmiany ksantomatyczne (czasam) w okolicach ścięgien, dłoni
2. LPL...
ludi.lg