高密度脂蛋白受体及结合蛋白

蛋白的羧基端有一个亮氨酸拉链区, 决定蛋白质二聚体结 构 的形成; 另外还 存在一个 亲过 氧化物 酶的 序列( PTS1) , 可 与 特异的 PTS1 受体( PTS1 导入 受体) 结 合, 指导 HDL 与过 氧化 物酶结合, 使胆固醇发生 B- 氧化降解。
1 清道夫受体 B Ñ
1. 1 结构 SRBÑ 在结 构 上 的同 源 性隶 属 于 CD36 膜 蛋 白 家族 成
1996 年, Acton 等[ 1] 克隆了 SRBÑ cDNA, 并 将其 转染 到 中华仓鼠卵巢( chinese hamster ovary, CHO ) 细胞上 表达, 利 用 核素标记 HDL 中 的载 脂蛋 白和胆 固醇, 测 定受 体相 关指 标 及胆固醇酯( cholesterol ester, CE) 的摄取, 结果显示 HDL 可 与 SRBÑ 以高亲和 力结 合。当 细胞 与标 记配 体结 合达 到平 衡 后, 18% 的 CE 被细胞 摄取, 只有 0. 5% 的载 脂蛋白 与细胞 结 合。为了区分 CE 进入 细胞是 净转 运还 是细胞 与 HDL 脂 质
蛋白结合蛋白 2 最引人注目。两者的分子结构、特异 性配体及 在胆固 醇逆向 转运中 的作用 具有较 大的差异 , 进 一
步探明两者之间的关联可为研究动脉粥样硬化的发病机理及其新的治疗途径提供有力的理论 基础。
[ 中图分类号] R363
[ 文献标识码] A
迄今为止, 在不同细胞的表面及细胞内已分离出 了多种 可与高密度 脂蛋白 ( high density lipoprotein, HDL) 结 合的 蛋白 质, 它们具有截然不同 的分子 结构, 分别参 与多种 生物 化学 过程的调控 。其中某 些蛋白 质可特 异性识 别并以 高亲 和力 与 HDL 结合, 引发下游的生物学效应, 称之为 HDL 的特异性 受体。有些蛋白质也可 与 HDL 结 合, 但 不产 生或 只产 生较 弱的效应, 则称之为 HDL 的结合蛋白。至 今, 研究比较 深入 的 HDL 受体及结 合蛋 白包 括 清道 夫受 体 B Ñ ( scavenger receptor class B type Ñ , SRB Ñ ) 、高密 度脂蛋 白结合 蛋白( HDL binding protein, HB) 、CD36、vigilin 及 cubilin 等, 其中 只有 SRB Ñ被公认为 HDL 受 体[1] , 并对 其它 几种 的结 构和 功能 进行 深入的研究, 以探明其与 HDL 及相关效应的关系。
SRBÑ 既参与了 CE 的选 择性 摄取 , 又介 导胆 固醇 的外 流, 提示此受体可能在胆固醇逆向转运的起始及终末 阶段均 发挥作用。Steinberg 等[ 9] 1996 年提出 SRB Ñ 作用的一个停靠 模式( docking action model) , 认为 HDL 通过 SRB Ñ 停靠在细胞 膜上, 或提供或接纳胆固醇, 运动方向 取决于 HDL 及细 胞表 面胆固醇的密度梯度, 但其具体机制仍未阐明 。
Gu 等[ 15] 提出 SRBÑ 可能 与 HDL 颗 粒呈 半 融合 的 方式 结合而介导脂质转运。球状 脂蛋白 颗粒的 单层脂 质外 壳与
ISSN 1007-3949 Chin J Arterioscler, Vol 10, No 6
浆膜脂质双分子层的 外层融 合, 在 融合状 态下, 位于 脂蛋 白 核心的 CE 可直接接触并转移 到膜的 疏水中 心, 再 从膜上 转 运到胞内其它胆固醇 池。同时 未酯化 的游离 胆固醇 则通 过 融合的磷脂膜在细胞 及脂蛋 白之间 交换。因 此半融 合机 制 可解释 SRBÑ 介导的脂质摄取及胆固醇外流 之间的相关性。
[ 收稿日期] 2002-05-20
[ 修回日期] 2002-09-17
[ 作者简介] 王东, 男, 1977 年 3 月出 生, 河南卫 辉人, 硕士 研究生,
研究方向为心血管药理学。丁华, 女, 1952 年 3 月出生, 山东济南人,
教授, 硕士研究生导师, 主要从事心血管 药理学, 特 别是抗动 脉粥样
CN 43-1262/ R 中国动脉硬化杂志 2002 年第 10 卷第 6 期
[ 文章编号] 1007- 3949( 2002) 10-0Fra Baidu bibliotek- 0537- 05
高密度脂蛋白受体及结合蛋白
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# 文献综述#
王 东 综 述, 丁 华 审 校
( 山东大学医 学院药理学研究所, 山东省济南市 250012)
SRBÑ 在鼠肝、卵巢、肾上腺细 胞上高度表 达, 在 睾丸和 乳腺细胞上表达相对较 低, 在 心脏 上几乎 无表 达[1] , 其 分布 与生理意义 基本吻 合。但是, 啮 齿类 动物 中 HDL 携带 着循 环中大 部 分 的 胆 固 醇, 在 人 体 中 主 要 的 胆 固 醇 转 运 体 是 LDL, 而不是 HDL, 如培养的肾 上腺细胞在 ACTH 作用下, LDL 的摄取及代谢增加了 5~ 6 倍, 而 HDL 中的胆 固醇并未 参与 激素的合成[6] 。这表明在人体中, HDL 胆固醇很少被 类固醇 激素生成细胞所利用, 而且在 LDL 缺陷及垂体激素持续刺激 下, 仍未发现受体上调以补充 LDL 的不足[ 7] 。因 此 SRB Ñ 介 导的胆固醇转运在人体中发挥怎样的作用需进一步研究。 1. 3 作用机制
另有证据表 明, SRB Ñ 可介 导胆 固醇 外 流, 从而 在 胆固 醇逆向转运过 程的 前期 发挥 作用 。Ji 等[ 8] 发现 在用 鼠 SRB Ñ 转染后的 CHO 细胞中胆固醇的外流 明显增强。外 流率与 受体的表达 呈正 相关 性( r = 0. 859) 。此结 果在腹 腔巨 噬细 胞、成纤维细胞、肝肿瘤细胞及肾上腺细胞中均得到证实。
研究发现, CE 是通过疏水通道沿浓度梯 度转运的, 因此 SRBÑ 的胞外段除可与配体 结合外, 还 可能形 成疏水通 道供 CE 通过[12] 。Margery 等[11] 观察到 SRB Ñ 可形 成二 聚体 或多 聚体, 从而利于形成疏水通道, 供脂质转运, 可见 SRB Ñ 胞外 段在 CE 摄取 中作 用至关 重要。caveolae 被 认为 是 SRB Ñ 介 导的 CE 摄取的 起始 接受 部位, 超过 80% 的 CE 在经 由 SRB Ñ 摄取后首先累积于 caveolae, 以与 caveolin 蛋白结合 的形式 存在[14] 。然后, caveolae 顶端融合, 复合物被胞饮入细胞内。
Gu 等[ 10] 发现, 尽管 SRBÑ 和 CD36 均 可与 HDL 结合, 但 只有表达 SRBÑ 的 COS 细 胞才能 有效介 导脂 质转运。 而且 两者转运效率的差异是由于胞外段的不同产生的, 因 此认为 在 CE 的摄取中, 不 仅需 要 SRB Ñ 与 HDL 的结 合, 而且 需要 胞外段特异性介导 CE 转 运。Margery 等[ 11] 也发现 用基 因突 变法阻断 HDL 与受体的结合可抑制 CE 摄取, 所以受 体与配 体结合将 HDL 固定在细胞表面是摄取中必须的 一步。
综上所 述, SRB Ñ 介导 CE 选择 性摄 取 的机 制 可能 为: HDL 识别 SRBÑ 后, SRB Ñ 通过亮氨酸拉链区形成二聚体, 建 立疏水通道, HDL 球形颗粒外面的磷脂膜与胞膜外层形成 半 融合状态, 由于 SRBÑ 存在于 caveolae 上, 因 此 CE 通过疏 水 通道 沿 浓 度 梯 度 转 运至 caveolae, 并与 caveolin 蛋 白 结 合, caveolae 形成含有 SRB Ñ 、caveolin 及 CE 的 囊 泡内 陷至 细 胞 内, 将 CE 运输到 胞内 其它 的胆 固醇 池后, caveolin 及 SRB Ñ 重新回到细胞表面进行下一 个转运 过程, 从而完 成 CE 的 选 择性摄取。
员, 在功能上与 CD36、SRBÒ 同 属于 B 类清道夫受体家族, 此 类受体存在 一免 疫 优势 区域 ( immunodominant domain) , 类似 于 A 类清道夫 受体 带正 电荷 的胶 原样 结 构, 具有 广泛 的配 体结 合 特 性, 可 与 低 密 度 脂 蛋 白 ( low density lipoprotein, LDL) 、修饰的 LDL、HDL 等结合 , 却不能与 A 类受体某些其它 的配体如岩 藻多 糖、多聚鸟 苷酸、角 叉聚糖 等结 合。Johnson 等[2] 克隆了大鼠卵巢细胞上 mSRBÑ 的基 因 ) ) ) Srbl, 然后由 结构基因推测 SRB Ñ 含有 509 个 氨基酸残基, 分子量约 为 57 kDa, 包括一 个较长的胞外结构域, 胞外段上含 有 8 个 半胱氨 酸和 11 个潜在的 N- 糖基化 位点, 另外 还包括 两个疏水 区和 两个胞内结构域( 图 1) 。两个疏 水区参与 形成跨 膜片段, 而 胞内段含有潜在的蛋白激酶 C( protein kinase C, PKC) 和 蛋白 激酶 A( protein kinase A, PKA) 的丝氨 酸磷酸 化位点。在 受体
[ 主题词] 脂蛋白, 高密度; 受体; 动脉粥样硬化; 胆固醇; 逆向转运
[ 摘 要] 高密度脂蛋白受体在脂质代谢中发挥着重要的作用。最近十年, 有关高密度脂 蛋白受体 及结合蛋白 的
研究 受到了广泛的重视, 其中被公认为高密度脂蛋白受体 的清道夫受体 B Ñ 及 很有可能被 确定为受 体的高密度 脂
硬化药研究。
图 1. mSRBÑ 示意图. 小鼠 SRB Ñ 含有两个 胞浆域、两个疏 水 的跨膜域和一个胞外域.
Babitt 等[3] 用免疫化学法发现, mSRBÑ 经 N- 寡糖链糖 基 化后, 分子量 变 为 82 kDa, 并 且可 抵抗 蛋 白水 解酶 的 消化。 另外, 位于跨膜区与胞浆区交界处的半胱氨酸残基可发生 脂 酰化, 有利于 SRB Ñ 与胞浆 侧的 蛋白质 ( 如胞 内的酪 氨酸 激 酶和内皮细胞 NO 合酶) 相 互作 用, 触发 信号 的转 导。另 外 还发现 SRBÑ 存在于被称作 caveolae 的膜微凹陷区。 caveolae 是细胞膜表面 50~ 100 nm 的瓶 状凹 陷, 此 结构 中主 要成 分 为 21~ 24 kDa 的 caveolin, 是一种胆固醇结合蛋白[ 13] 。 caveolae 在 SRB Ñ 介导的脂质转运中发挥着重要的作用。 1. 2 功能及分布
M argarita 等[ 16] 认为 HDL 与 SRB Ñ 的 结合 在一定 程度 上 有利于外流, 但 将 HDL 结 合到细 胞表 面上 并不 足以 解释 胆 固醇的外流, 因为 用中 性的 不含 载脂 蛋白 的 磷脂 双层 脂 质 体, 虽 然无 法与 SRB Ñ 结 合, 但 一样 可刺 激胆 固醇 的 外流。 但如果用抗体 阻断 结合, 同 时也 阻断 了胆 固 醇外 流到 脂 蛋 白[15] , 可 见单纯 SRB Ñ 与 HDL 的结 合在胆固 醇的外 流中 是 不充分的, 同时也说明磷脂在 SRBÑ 介导的胆 固醇外流中 至 关重要。Gregory 等[14] 发现 caveolin、HSP 56、cyclophilin 40、cyclophilin A 可组 成 chaperone 蛋 白 复 合 物, 将 胆 固 醇 转 运 到 caveolae, 参与胆固醇的外流。因此 HDL 与 SRB Ñ 结 合后, 通 过某种未知的途径可使胆固 醇经 chaperone 复合物 转运到 细 胞膜上, 并分 布于 caveolae 中, 然后 HDL 颗 粒膜 上的 磷脂 发 挥接受媒介的作用, 将胆固醇转运到 HDL 颗粒上。
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的交换, 又测定了胆固 醇含量, 发现 反应达 平衡后 转染 细胞 内胆固醇含量大约增加了 20% , 与 上述结 果基本 吻合, 说明 CE 选择性摄 取 是一 种 净转 运 过 程。同 时证 实 了 SRB Ñ 是 HDL 的特异性受体, 介导 CE 的选择性摄取。
用抗体阻断鼠肾上 腺皮质 及卵 巢细胞 上 SRB Ñ 的 胞外 段, CE 的选 择 性 摄 取 被 抑 制[4] 。用 基 因 打 靶 技术 使 小 鼠 SRBÑ 基因突变, 则血 浆中 HDL 浓 度升 高, 肾上腺 皮质 细胞 中中性脂质含量随之下降; 而肝脏中 SRB Ñ 表达降低 二分之 一后, CE 的摄取也 随之 减少[ 5] 。可 见 SRB Ñ 是介 导肝 及类 固醇激素生成细胞中选择性摄取 CE 的受体。