载脂蛋白CII
载脂蛋白CII
载脂蛋白C(Apo CII)是CM、VLDL和HDL的结构蛋白之一, 分别占其蛋白成份的14%、7%～10%及1%～3%。Apo CII在血浆中的浓度为0.03-0.05g/L。
一、结构
人Apo CII为含79个氨基酸残基的单链多肽, 分子量为9.1kD。先合成的Apo CII含101氨基酸残,其中 22个氨基酸构成信号肽, 除去信号肽后则转变为成熟Apo CII。Apo CII的等电点为5.0, 其氨基酸组成有3个特点: (1)缺乏组氨酸和半胱氨酸; (2) 含有较多的极性氨基酸; (3)苏氨酸及丝氨酸较高。
对Apo CII的氨基酸序列进行Chuo-Fasman分析表明: Apo CII的第13-22, 29-40,43-52氨基酸残基为双性α螺旋, 具有与脂质结合的功能, 第9-12、23- 26 、53-56氨基酸残基为β转角结构, 第61-74AA残基为α-双性螺旋, 是与脂质 结合的区域, 第1-39、54-69氨基酸残基为β-转角结构。对Apo CII溴化氰水解片段或合成片段的研究表明: Apo CII激活LPL的肽段为羧基端56-79氨基酸残基, 其激活作用可被具有结合磷脂活性的第44-55氨基酸残基段加强; 切除Apo CII羧基末端3 个氨基酸残基, Apo CII激活LPL的活性完全丧失。
Apo CII基因与Apo CI、Apo E基因成簇排列, 位于19 号染色体长臂 q13 区。Apo CII基因长3320bp, 含4个外显子和3个内含子。外显子分别为29bp 、 68bp 、160bp和241bp。外显子1包括mRNA 5'端非翻译区的大部分, 外显子2包含5' 端非翻译区的小部分(约13bp)及信号肽中前18 个氨基酸的密码子, 外显子3由编码信号肽后9个氨基酸及成熟Apo CII蛋白的1050位氨基酸的核苷酸组成。外显子4 包括编码成熟Apo CII蛋白的51-79位氨基酸的核苷酸顺序及3'端非编码区。在3'非编码区有3个poly A信号, 在此apoly A后还有一个Alu复序列存在, 其意义尚不清楚。 内含子分别为2386bp、1676和296bp。内含子1位于蛋氨酸起始密码(翻译起始点)上游第13与14核苷酸之间, 把外显子1和外显子2隔开。内含子2在编码信号肽的第4位氨基酸的密码子处把外显子2和外显子3隔开。内含子3则在编码第50 氨基酸密码子处将外显子3和外显子4隔开。内含子1含有4个Alu重复序列且富含GC。内含子3含有 36- 40bp 的重复序列 , 在这些重复序上游 31bp处有一个潜在的增强核心序列: CATACCAC。在转录起始点上游6个bp组成TATA盒,可能为启动子的一部分。
二、生理功能
(一)、LPL是CM和VLDL水解的关键酶。研究表明: Apo CII是LPL不可缺少的激活剂, Apo CII缺乏时, LPL 活性极低; apo CII存在时, LPL活性可增加10-50倍,因此apo CII具有促进CM和VLDL降解的作用。apo CII激活LPL的机理可能是: Apo CII从"酶-底物"中间体接受脂酰基, 然后将其转移到白蛋白上。
(二)、Apo CII还具有抑制肝脏对CM和VLDL摄取的作用。
(三)、在体外试验中发现, Apo CII还可抑制HTGL活性,抑制程度与Apo CII浓度呈线性关系。由于HL可催化经LPL作用后脂蛋白残粒中TG水解,因此Apo CII亦可能参与血浆中脂蛋白残粒的清除过程。
(四)、Apo CII也能激活LCAT, 但其作用远弱于Apo AI和Apo CI等。
三、多态性
有关Apo CII的多态性报道尚不多见。
四、突变
Apo CII基因有多种变异: (1) Apo CII缺乏症: 自1978年Breckenridge等首次报道第一例高甘油三酯血症患者为Apo CII缺乏症以来, 已在日本、英国、 意大利和美国等地发现了数十例这种病人。Apo CII缺乏为常染色体隐性遗传病。 杂合子血浆Apo CII水平仅为正常的一半, 血浆甘油三酯浓度尚能维持正常, 纯合子则浆Apo CII完全缺乏, 虽然LPL结构正常, 血浆Apo CII仍高达10g/L以上, 表现为I型高脂蛋白血症, 严重时可引起肝脾肿大, 诱发急性胰腺炎。( 2) Apo CII 基因突变使Apo CII功能丧失。Connelly等报道了一例变异Apo CII, 即Apo CII Toronto。其Apo CII的第1-68 AA正常, 而69-74 AA被4个大碱基插入于Apo CII基因, 使翻译阅读移码,提前出现终止密码所致。Apo CIIToronoto无激活LPL的功能。( 3) Apo CIIBethesda Dennis等1988年发现: 一患者血浆甘油三酯水平极高, Apo CII 含量低于0.005g/L, Apo E含量偏高。进一步研究发现, 患者Apo CII免疫活性正常,但分子量小,等电点较正常升高, 作者称这种变异的Apo CII为Apo CIIBethesda。 家系分析发现:先证者母亲的血浆同时含有正常Apo CII与Apo CIIBethesda; 而其父亲血浆Apo CII完全正常。推测患者系其母亲Apo CIIBethesda基因与其父亲Apo CII的反常等位基因或完全缺失的等位基因所形成的杂合子。(4)Apo CII的另一变异系第55位赖氨酸残基为谷氨酸所取代。这种突变不影响Apo CII激活LPL的功能。此突变的等位基因在黑人中发生频率甚高, 为12%。