载脂蛋白

载脂蛋白

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脂蛋白中的蛋白部分称为载脂蛋白（apolipoprotein/apoprotein，Apo）。载脂蛋白在脂蛋白代谢中具有重要的生理功能。Apo构成并稳定脂蛋白的结构，修饰并影响与脂蛋白代谢有关的酶的活性。作为脂蛋白受体的配体，参与脂蛋白与细胞表面脂蛋白受体的结合及其代谢过程。

一、载脂蛋白组成与结构特点及生理功用

Apo种类很多，一般分为5-7类，其氨基酸序列大多数已阐明，Apo种类的命名是按1972年Alaupovic建议的命名方法，用英文字母顺序编码，即ABC顺，每一类还有亚类。

（一）载脂蛋白A族

ApoA可分为ApoAⅠ，AⅡ，AⅣ。ApoAⅠ和AⅡ大部分分布在HDL中，是HDL的主要载脂蛋白。

1.ApoAⅠApoAⅠ是ApoA族最多的一种组份，先后从人HDL中分离纯化得到ApoAⅠ，并阐明了ApoAⅠ的氨基酸序列，也预测了其二级结构的要点。人成熟的ApoAⅠ由243个氨基酸残基组成，是单一多肽链，分子量为28.3ku.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。经等电点聚焦电泳证实，人和动物的ApoAⅠ都是不均一的，有10种不同的亚组份，至少有6种多态性。

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，并以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，因此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列的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非极性面，由带电荷亲水的氨基酸残基组成螺旋极性面，故称为双性螺旋。与一般蛋白质的α-螺旋不同，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，在HDL3中ApoAⅠ占载脂蛋白的65％，在HDL2中ApoAⅠ占载脂蛋白的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，其内80％为ApoAⅠ。

Ⅰ的生理功能有：①组成载脂蛋白并维持其结构的稳定性与完整性。实验表明，纯化的ApoAⅠ在水溶液中可以自发地和脂类结合。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和磷脂结合。后来进一步确认这一段是ApoAⅠ224-242段，这一段既可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可以激活卵磷脂胆固醇酰基转移酶（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。③ApoAⅠ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。

Ⅰ由肝和小肠合成，血浆中生物半寿期为45天。

2.ApoAⅡApoAⅡ是HDL中第二种含量多的载脂蛋白，在HDL2中占载脂蛋白的15％，在HDL3中占载脂蛋白25％，在CM中占载脂蛋白的7％-10％，VLDL中也存在少量。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17ku，在人血浆中以二聚体形式存在。ApoAⅡ的单体分子量为8.7ku.ApoAⅡ蛋白的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。

ApoAⅡ生理功能是：①维持HDL结构，ApoAⅡ肽段12-31和肽段50-77具有与磷脂结合的能力。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由肝和小肠合成。人血浆中的ApoAⅡ生物半寿期为4.4天。

3.ApoAⅣ最先从大鼠HDL和CM中发现载脂蛋白AⅣ，以后证实人血浆中也有ApoAⅣ存在，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44-46ku.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，其中甘露醇占1.8％，半乳糖占1.55％，N-乙酰葡萄糖胺占1.55％，唾液酸占1.1％。ApoAⅣ有多态性存在，生物半寿期为10小时。

ApoAⅣ生理功能目前尚不完全清楚，据推测ApoAⅣ在胆固醇逆向转运过程中起着重要作用。体外的ApoAⅣ可以促进LCAT的胆固醇酯化反应，并认为是LCAT的激活剂。ApoAⅣ由肝和小肠合成，并有五种多态型。

（二）Apob族

体外实验表明，ApoB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主要成分是B100，其次为B48，其它形式的如ApoB75、ApoB41、ApoB36等均为ApoB100的不同降解产物。

1.ApoB100ApoB是单链糖蛋白，分子量为51ku，主要在肝，少数在小肠合成。ApoB100由4536个氨基酸残基组成。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及结构已经阐明。当年已测出ApoB100的cDNA序列，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，形成链内二硫键，所以N端高度交联成典型球形结构。Cys残基通过硫酯键与软脂酸、硬脂酸相结合，使ApoB牢固地连接着脂质成分。ApoB100中，对脂类结合十分必要的区域结构在203-2506和4002-4527氨基酸残基之间。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的两性亲脂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区，这种富含脯氨酸的重复序列是ApoB所特有的，使ApoB能够将磷脂侧链深埋其间并使之紧密结