APOLIPOPROTEINY: CO JSOU, FUNKCE, TYPY - BIOLOGIE - 2025

Tyto apolipoproteiny jsou proteiny, které tvoří součást lipoproteinů, které jsou makromolekulární komplexy „pseudomicelares“ skládá z centrálního jádra nebo apolární sestávající z triglyceridů a esterů cholesterolu obklopen fosfolipidové vrstvy a lipoproteinů a zapojené do lipidové homeostáze.

Krevní plazma člověka má desítky různých apolipoproteinů, rozdělených do pěti hlavních skupin: apolipoproteiny A, B, C, D a E. Některé z těchto skupin lze rozdělit podle přítomnosti variant nebo izoforem a za tímto účelem přidává číslo římskými písmeny, které označuje dílčí hodnocení.

Reprezentace segmentu apolipoproteinů (Zdroj: Zaměstnanci Jawahara Swaminathana a MSD v Evropském institutu bioinformatiky prostřednictvím Wikimedia Commons)

Každá z těchto tříd apolipoproteinů je spojena se specifickým typem lipoproteinu nebo lipoproteinové částice, a proto je nutné vstoupit do souvislosti s některými charakteristikami a definicemi těchto makromolekulárních komplexů.

Druhy lipoproteinů

Podle hustoty, při které se vznášejí ultracentrifugací, jsou lipoproteiny (komplexy, k nimž apolipoproteiny patří) rozděleny do 6 tříd s různými vlastnostmi a funkcemi, jmenovitě:

1. Chylomikrony.
2. Chylomikronové zbytky.
3. Lipoproteiny o velmi nízké hustotě (VLDL).
4. Lipoproteiny střední hustoty (IDL).
5. Lipoproteiny o nízké hustotě (LDL).
6. Lipoproteiny o vysoké hustotě (HDL).

Charakteristika lipoproteinů

Chylomikrony jsou největší lipoproteiny, a proto nejméně husté. Jsou syntetizovány ve střevech a jsou zodpovědné za transport lipidů a tuků, které pocházejí z potravin, které jíme.

Když jsou triglyceridy uvnitř hydrolyzovány během jejich průchodu krevní plazmou, zbývající částice s obsahem cholesterolu jsou transportovány pro jejich odstranění v játrech.

Lipoproteiny VLDL také transportují triglyceridy a cholesterol z jater a přispívají k jejich redistribuci v různých tkáních. Když jsou triglyceridy hydrolyzovány v krevní plazmě, vytvářejí se menší částice, IDL a LDL.

LDL jsou lipoproteiny hlavně zodpovědné za transport cholesterolu v plazmě. HDL se tvoří na různých místech, včetně jater a střev; Podílejí se na „zpětném“ transportu cholesterolu, protože získávají cholesterol z tkání a transportují jej do jater k vylučování.

Funkce apolipoproteinů

Apolipoproteiny, hlavní proteinové složky lipoproteinů, mají různé funkce v metabolismu lipidů, které nesou, zejména v jejich regulaci.

Různé funkce také zahrnují transport a redistribuci lipidů mezi různými tkáněmi, což zahrnuje rozpoznávání specifických apolipoproteinů, které působí jako ligandy pro speciální receptory na povrchu cílových buněk.

Apolipoproteiny B-100 a E zprostředkovávají interakci LDL lipoproteinů s apo B, E (LDL) receptory v jaterních a extrahepatických tkáních a s apoE receptory v játrech, takže jsou „absorbovány“ buňkami, čímž se regulují jejich plazmatické hladiny.

Současně se tyto apolipoproteiny podílejí na redistribuci cholesterolu mezi buňkami, což slouží jako strukturní molekula pro membránovou biogenezi, jako prekurzor steroidů, nebo který se jednoduše vylučuje z těla přes játra.

Příkladem specifických funkcí je apolipoprotein apo B48, který se podílí na tvorbě a sestavení chylomikronů ve střevě. Jeho defekty způsobují selhání produkce VLDL lipoproteinů a chylomikronů, což má za následek určité patologie související s esenciálními mastnými kyselinami a lipidy.

Apolipoproteiny jsou také kofaktory pro enzymy metabolismu lipidů, například lipoproteinová lipáza, která katalyzuje hydrolýzu triglyceridů v chylomikronech, vyžaduje přítomnost apolipoproteinu třídy C.

Udržují a stabilizují strukturu lipoproteinů interakcí s micelární strukturou a fosfolipidy na povrchu lipoproteinových částic, čímž poskytují hydrofilní povrch pro jejich kontakt s vodným médiem, které je obklopuje.

Typy

Jak je uvedeno výše, existuje pět hlavních typů apolipoproteinů, pojmenovaných podle písmen abecedy A, B, C, D a E.

Apolipoprotein A (I, II, IV)

Apolipoproteinová skupina A obsahuje třídy I, II a IV. Mezi nimi je apolipoprotein AI proteinovou složkou HDL a lze ji také nalézt v nepatrných proporcích v chylomikronech. Vyrábí se ve střevě a v játrech. Mezi jeho hlavní funkce patří účast jako kofaktor enzymu.

ApoA-II je druhá složka HDL částic a může být také nalezena v jiných lipoproteinech. Je také syntetizován v játrech a je dimerem, který může hrát roli při regulaci vazby lipoproteinů na apoE receptory.

Apolipoprotein B

Tato skupina apolipoproteinů se vyskytuje hlavně v chylomikronech, VLDL, IDL a LDL. Existují dvě hlavní formy, které jsou známé jako apolipoprotein B100 (apoB100) a apolipoprotein B-48 (apoB48).

ApoB100 je syntetizován hepatocyty (jaterními buňkami) a je nezbytnou součástí zejména u lipoproteinů VLDL, IDL a LDL, zatímco apoB48 je syntetizován enterocyty (střevní buňky) a je omezen na chylomikrony a jejich zbytkové částice.

ApoB100 je komplex několika podjednotek, váží více než 300 kDa a jedná se o glykosylovaný protein. ApoB48 je protein úzce příbuzný apoB100, je považován za jeho fragment, ale někteří autoři se domnívají, že je produktem transkripce a translace jiného genu.

Apolipoprotein C (I, II, III)

Apolipoproteiny CI, C-II a C-III jsou proteinové složky povrchu chylomikronů a lipoproteinů VLDL a HDL. Účastní se více metabolických funkcí a mezi nimi vyniká redistribuce tříd lipoproteinů, to znamená, že se podílejí na metabolické remodelaci těchto struktur.

Apolipoprotein E

Tyto proteiny se účastní tvorby chylomikronů, VLDL a HDL. Mají mnoho funkcí, ale možná nejdůležitější souvisí s koncentrací cholesterolu v krvi a jeho transportem do různých tkání nebo s jeho vylučováním játry.

Mnoho typů nemocí souvisí s defekty v tomto apolipoproteinu, buď s jeho syntézou z RNA messengerů, v důsledku defektů s faktory, které regulují jeho transkripci a translaci, nebo přímo s jeho aktivitou nebo strukturální konformací.

To bylo spojeno s ischemickou chorobou srdeční, s vrozenými defekty v ukládání a hromadění cholesterolu, a dokonce s neurodegenerativními chorobami, jako je Alzheimerova choroba.

Reference

1. Elliott, DA, Weickert, CS, a Garner, B. (2010). Apolipoproteiny v mozku: důsledky pro neurologické a psychiatrické poruchy. Klinická lipidologie, 5 (4), 555–573.
2. Fox, SI (2006). Human Physiology (9. ed.). New York, USA: McGraw-Hill Press.
3. Mahley, RW, Innerarity, TL, Rall, SC, & Weisgarber, KH (1984). Plazmatické lipoproteiny: struktura a funkce apolipoproteinů. Journal of Lipid Research, 25, 1277–1294.
4. Rawn, JD (1998). Biochemie. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
5. Smith, JD (2002). Apolipoproteiny a stárnutí: vznikající mechanismy. Recenze stárnutí výzkumu, 1, 345–365.