APOLIPOPROTEÏNE E: KENMERKEN, FUNCTIES, ZIEKTEN - BIOLOGIE - 2024

Het apolipoproteïne E of ε apolipoproteïne is een plasma-apolipoproteïne dat deel uitmaakt van de macromoleculaire complexen die bekend staan ​​als lipoproteïnen, die worden geassocieerd met vetten zoals triglyceriden en cholesterol, die zijn bedekt met een laag fosfolipiden en andere eiwitten.

Dit apolipoproteïne, evenals andere lipoproteïnen van dezelfde klasse, draagt ​​bij tot de stabilisatie en solubilisatie van lipoproteïnen (verwijzend naar lipoproteïnelichamen) terwijl ze door de bloedbaan circuleren.

Structuur van Apolipoproteïne E (Bron: Jawahar Swaminathan en MSD-personeel van het European Bioinformatics Institute via Wikimedia Commons)

Vanwege zijn deelname aan lipoproteïnen heeft apolipoproteïne E directe gevolgen voor het gehalte aan cholesterol en triglyceriden in serum, wat betekent dat het verband houdt met de pathologieën die verband houden met de concentratie van deze lipiden in het bloed.

Apolipoproteïnen zoals apoE maken deel uit van verschillende soorten lipoproteïnen die, afhankelijk van hun zwevende dichtheid, worden geclassificeerd als chylomicronen, overgebleven chylomicrondeeltjes, lipoproteïnen met zeer lage dichtheid (VLDL), intermediaire dichtheid (IDL), lage dichtheid (LDL) ) en hoge dichtheid (HDL).

Specifiek maakt apolipoproteïne E deel uit van de eiwitcomponenten van chylomicronen, van de resterende chylomicrondeeltjes, van VLDL en HDL. Het wordt gesynthetiseerd in de lever, hersenen, huid, macrofagen en steroïdogene organen.

kenmerken

Het eiwit van 299 aminozuren en ongeveer 34 kDa molecuulgewicht, wordt gecodeerd door een gen dat behoort tot de apolipoproteïne genetische familie (APO), waarbij elk lid van de familie is samengesteld uit eenheden die worden herhaald in batches van elk 11 codons. .

Bij mensen heeft dit sterk polymorfe gen drie gemeenschappelijke allelen en bevindt het zich op de lange arm van chromosoom 19, en is het nauw verwant aan andere genen in dezelfde familie. Het bestaat uit 4 exons en 3 introns die in totaal ongeveer 3.597 nucleotiden zijn.

Eiwit wordt voornamelijk in leverweefsel gesynthetiseerd, maar kan ook worden aangetroffen in de hersenen, milt, nieren, geslachtsklieren en macrofagen.

De patronen van de verschillende isovormen die het kan vertonen, zijn niet alleen genetisch bepaald, maar zijn ook te wijten aan de aanwezigheid van posttranslationele modificaties zoals de toevoeging van porties siaalzuur (sialylering).

Het voorkomen van sommige isovormen ten opzichte van andere is betrokken bij sommige pathologische aandoeningen, ondanks het feit dat de verschillen tussen hen vaak zo eenvoudig zijn als aminozuursubstituties.

Structuur

Net als de andere apolipoproteïnen heeft apolipoproteïne E een sterk geordende structuur. Het is samengesteld uit alfa-helices, die wordt voorspeld op basis van de analyse van de aminozuursequentie en geverifieerd door experimentele methoden.

Het heeft een groot lipidenbindend domein dichtbij het carboxyluiteinde en wordt uitgescheiden met grote hoeveelheden siaalzuurresten, die geleidelijk worden verwijderd via complexe mechanismen.

Kenmerken

De primaire functie van apolipoproteïne E, evenals vele andere apolipoproteïnevarianten, is het handhaven van de structurele integriteit van lipoproteïnen in het lipidenmetabolisme.

Het functioneert als een cofactor bij de enzymatische reacties die plaatsvinden in bolvormige lipoproteïnen en kan daarop dienen als een oppervlaktereceptor. Specifiek is apolipoproteïne E cruciaal voor de vorming van lipoproteïnen met zeer lage dichtheid (VLDL) en chylomicronen.

Bij het transport en het metabolisme van cholesterol

Omdat de verschillende isovormen van apolipoproteïne E verschillend werken met specifieke cellulaire receptoren voor lipoproteïnen, spelen ze een fundamentele rol bij de regulering en instandhouding van het circulerende cholesterolgehalte.

Het apolipoproteïne E dat aanwezig is in chylomicronen, in de resterende chylomicrondeeltjes (na hydrolyse van de triglyceriden in hun inwendige) en in deeltjes met een zeer lage dichtheid, wordt geassocieerd met specifieke receptoren die ze naar het leverweefsel transporteren voor herverdeling of eliminatie van cholesterol.

Het is een bepalend eiwit voor cellulaire "opname" van zowel HDL- als VLDL-lipoproteïnen en bij pasgeborenen komen HDL-lipoproteïnen met apoE het meest voor.

Bij de binding van lipoproteïnen aan specifieke factoren

ApoE-bevattende lipoproteïnen kunnen via hetzelfde gebied aan heparine binden, waardoor deze deeltjes aan receptoren binden, wat fysiologische implicaties lijkt te hebben voor de binding van lipoproteïnen aan endotheeloppervlakken.

In het immuunsysteem

Het oppervlak van lymfocyten (cellen van het immuunsysteem) heeft een immunoregulerende receptor die specifiek kan binden aan apolipoproteïne E, waardoor de lymfocyten resistent worden tegen mitogene stimulatie. Dit vertaalt zich in de remming van de vroege transformatiegebeurtenissen die nodig zijn voor de activering van deze cellen.

Andere functies

ApoE en zijn isovormen hebben een grote invloed op de levensduur en veroudering.

Gerelateerde ziekten

Elk jaar sterven in de Verenigde Staten meer dan een miljoen mensen als gevolg van hart- en vaatziekten, waaronder coronaire hartaandoeningen, hartritmestoornissen, arteriële aandoeningen, cardiomyopathieën, geboorteafwijkingen en vaataandoeningen.

Coronaire aandoeningen zijn de meest voorkomende, en onder de risicofactoren die hiervoor worden aangegeven, zijn sigarettenconsumptie, overdreven cholesterolwaarden (geassocieerd met zowel overtollige deeltjes met een lage dichtheid als defecten in de hoeveelheid deeltjes met een hoge dichtheid) , hypertensie, sedentaire levensstijl, zwaarlijvigheid en diabetes.

Verschillende onderzoeken hebben aangetoond dat defecten in de coderende locus voor apolipoproteïne E en zijn varianten overeenkomen met 6% tot 40% van de risicofactoren voor coronaire hartziekte, aangezien ze direct betrokken zijn bij het lipiden- en cholesterolmetabolisme.

Andere ziekten waarmee apoE in verband is gebracht, hebben te maken met neurologische aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer, die worden geassocieerd met de apoE4-variant als risicofactor voor de cognitieve achteruitgang die optreedt tijdens de ontwikkeling van deze ziekte.

ApoE heeft blijkbaar een wisselwerking met het beta-amyloïde peptide, waarvan de afzetting in de vorm van amyloïde plaques essentieel is voor het ontstaan ​​van de ziekte van Alzheimer.

Referenties

1. Chen, J., Li, Q., & Wang, J. (2011). Topologie van humaan apolipoproteïne E3 reguleert op unieke wijze de diverse biologische functies ervan. PNAS, 108 (15744), 2-7.
2. Danesh, J. (2009). Belangrijke lipiden, apolipoproteïnen en risico op vaatziekten. American Medical Association, 302 (18), 1993-2000.
3. Eichner, JE, Dunn, ST, Perveen, G., Thompson, DM, & Stewart, KE (2002). Apolipoproteïne E-polymorfisme en hart- en vaatziekten: een HuGE-recensie. American Journal of Epidemiology, 155 (6), 487-495.
4. Hatters, DM, Peters-libeu, CA, en Weisgraber, KH (2006). Apolipoproteïne E-structuur: inzicht in functie. Trends in Biochemical Sciences, 31 (8), 445-454.
5. Mahley, RW, Innerarity, TL, Rall, SC, & Weisgarber, KH (1984). Plasma lipoproteïnen: apolipoproteïne structuur en functie. Journal of Lipid Research, 25, 1277-1294.
6. Raber, J. (2008). AR, apoE en cognitieve functie. Hormonen en gedrag, 53, 706-715.