APOLIPOPROTEIN E: EIGENSCHAFTEN, FUNKTIONEN, KRANKHEITEN - BIOLOGIE - 2025

Das Apolipoprotein E oder & epsi ; Apolipoprotein ist ein Plasma-Apolipoprotein-Teil der als Lipoproteine ​​bekannten makromolekularen Komplexe, die mit Fetten wie Triglyceriden und Cholesterin assoziiert sind, die mit einer Schicht aus Phospholipiden und anderen Proteinen beschichtet sind.

Dieses Apolipoprotein sowie andere Lipoproteine ​​derselben Klasse tragen zur Stabilisierung und Solubilisierung von Lipoproteinen (bezogen auf Lipoproteinkörper) bei, die durch den Blutkreislauf zirkulieren.

Struktur von Apolipoprotein E (Quelle: Jawahar Swaminathan und MSD-Mitarbeiter am European Bioinformatics Institute via Wikimedia Commons)

Aufgrund seiner Beteiligung an Lipoproteinen hat Apolipoprotein E direkte Auswirkungen auf den Gehalt an Cholesterin und Triglyceriden im Serum, was bedeutet, dass es mit den Pathologien zusammenhängt, die mit der Konzentration dieser Lipide im Blut verbunden sind.

Apolipoproteine ​​wie ApoE sind Teil verschiedener Arten von Lipoproteinen, die abhängig von ihrer Schwimmdichte als Chylomikronen, restliche Chylomikronpartikel, Lipoproteine ​​mit sehr geringer Dichte (VLDL), mittlere Dichte (IDL) und niedrige Dichte (LDL) klassifiziert werden. ) und hohe Dichte (HDL).

Insbesondere ist Apolipoprotein E Teil der Proteinkomponenten von Chylomikronen, der verbleibenden Chylomikronpartikel von VLDL und HDL. Es wird in Leber, Gehirn, Haut, Makrophagen und steroidogenen Organen synthetisiert.

Eigenschaften

Das Protein mit 299 Aminosäuren und einem Molekulargewicht von mehr oder weniger 34 kDa wird von einem Gen kodiert, das zur genetischen Familie der Apolipoproteine ​​(APO) gehört, wobei jedes Familienmitglied aus Einheiten besteht, die in Chargen von jeweils 11 Codons wiederholt werden. .

Beim Menschen hat dieses hochpolymorphe Gen drei gemeinsame Allele, befindet sich auf dem langen Arm von Chromosom 19 und ist eng mit anderen Genen derselben Familie verwandt. Es besteht aus 4 Exons und 3 Introns mit insgesamt etwa 3.597 Nukleotiden.

Protein wird hauptsächlich im Lebergewebe synthetisiert, kann aber auch im Gehirn, in der Milz, in den Nieren, in den Gonaden und in den Makrophagen gefunden werden.

Die Muster der verschiedenen Isoformen, die es präsentieren kann, sind nicht nur genetisch bestimmt, sondern auch auf posttranslationale Modifikationen wie die Zugabe von Teilen Sialinsäure (Sialylierung) zurückzuführen.

Das Auftreten einiger Isoformen im Vergleich zu anderen wurde mit einigen pathologischen Zuständen in Verbindung gebracht, obwohl die Unterschiede zwischen ihnen häufig so einfach sind wie Aminosäuresubstitutionen.

Struktur

Wie die anderen Apolipoproteine ​​hat Apolipoprotein E eine hochgeordnete Struktur. Es besteht aus Alpha-Helices, die aus der Analyse seiner Aminosäuresequenz vorhergesagt und durch experimentelle Methoden verifiziert werden.

Es hat eine große Lipidbindungsdomäne nahe dem carboxylterminalen Ende und wird mit großen Mengen an Sialinsäureresten sekretiert, die nach und nach durch komplexe Mechanismen entfernt werden.

Eigenschaften

Die Hauptfunktion von Apolipoprotein E sowie vieler anderer Apolipoproteinvarianten besteht darin, die strukturelle Integrität von Lipoproteinen im Lipidstoffwechsel aufrechtzuerhalten.

Es fungiert als Cofaktor bei den enzymatischen Reaktionen, die in kugelförmigen Lipoproteinkörpern stattfinden, und kann als Oberflächenrezeptor auf diesen dienen. Insbesondere ist Apolipoprotein E entscheidend für die Bildung von Lipoproteinen sehr niedriger Dichte (VLDL) und Chylomikronen.

Beim Transport und Stoffwechsel von Cholesterin

Da die verschiedenen Isoformen von Apolipoprotein E mit spezifischen zellulären Rezeptoren für Lipoproteine ​​unterschiedlich wirken, spielen sie eine grundlegende Rolle bei der Regulierung und Aufrechterhaltung des zirkulierenden Cholesterinspiegels.

Das in Chylomikronen, in den verbleibenden Chylomikronpartikeln (nach Hydrolyse der Triglyceride in ihrem Inneren) und in Partikeln mit sehr geringer Dichte vorhandene Apolipoprotein E ist mit spezifischen Rezeptoren assoziiert, die sie zum Lebergewebe transportieren Cholesterinumverteilung oder -elimination.

Es ist ein bestimmendes Protein für die zelluläre „Aufnahme“ von HDL- und VLDL-Lipoproteinen. Bei Neugeborenen sind HDL-Lipoproteine ​​mit ApoE am häufigsten.

Bei der Bindung von Lipoproteinen an bestimmte Faktoren

ApoE-haltige Lipoproteine ​​haben die Fähigkeit, über dieselbe Region an Heparin zu binden, durch die diese Partikel an Rezeptoren binden, was physiologische Auswirkungen auf die Bindung von Lipoproteinen an Endotheloberflächen zu haben scheint.

Im Immunsystem

Die Oberfläche von Lymphozyten (Zellen des Immunsystems) weist einen immunregulatorischen Rezeptor auf, der spezifisch an Apolipoprotein E binden kann, wodurch die Lymphozyten gegen mitogene Stimulation resistent werden. Dies führt zur Hemmung der frühen Transformationsereignisse, die für die Aktivierung dieser Zellen erforderlich sind.

Andere Funktionen

Es wurde festgestellt, dass ApoE und seine Isoformen einen großen Einfluss auf die Langlebigkeit und Alterung haben.

Verwandte Krankheiten

In den USA sterben jedes Jahr mehr als eine Million Menschen an Herz-Kreislauf-Erkrankungen, darunter koronare Herzerkrankungen, Herzrhythmusstörungen, arterielle Erkrankungen, Kardiomyopathien, Geburtsfehler und Gefäßerkrankungen.

Koronarerkrankungen sind am häufigsten, und zu den angegebenen Risikofaktoren zählen der Zigarettenkonsum, ein übertriebener Cholesterinspiegel (der sowohl mit überschüssigen Partikeln niedriger Dichte als auch mit Defekten in der Menge der Partikel hoher Dichte verbunden ist). , Bluthochdruck, Bewegungsmangel, Fettleibigkeit und Diabetes.

Verschiedene Studien haben gezeigt, dass Defekte im Kodierungsort für Apolipoprotein E und seine Varianten 6% bis 40% der Risikofaktoren für koronare Herzerkrankungen entsprechen, da sie direkt am Lipid- und Cholesterinstoffwechsel beteiligt sind.

Andere Krankheiten, mit denen ApoE in Verbindung gebracht wurde, haben mit neurologischen Störungen wie der Alzheimer-Krankheit zu tun, die mit der ApoE4-Variante als Risikofaktor für den kognitiven Rückgang assoziiert sind, der während der Entwicklung dieser Krankheit auftritt.

ApoE interagiert offenbar mit dem Beta-Amyloid-Peptid, dessen Ablagerung in Form von Amyloid-Plaques für die Etablierung des Alzheimer-Zustands wesentlich ist.

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