载脂蛋白AIV

载脂蛋白AIV(Apo AIV) 是一种酸性糖蛋白， 分子量46kD, 含有6% 的碳水化合物(W/W), 其中甘露醇占1.88%、半乳糖1.55%、N-乙酰葡糖胺1.55%及唾液酸1.1%。Apo AIV是CM、VLDL和HDL的组成成份。健康人空腹血浆Apo AIV浓度平均值为0.13～0.16g/L, 但也有报道高达0.37g/L。

载脂蛋白AIV(Apo AIV)

血浆中Apo AIV至少以3种方式存在:(1) 与Apo AI和少量的Apo E一起组成HDL; (2)作为单一的载脂蛋白构成HDL; (3) 与少量的胆固醇和磷脂结合, 以游离状态存在于脂蛋白缺乏的血浆中。有研究表明, 在不同条件下Apo AIV可在多种脂蛋白间重新分布, 并调节脂质代谢。

一、结构

Apo AIV也具有与脂质(主要是磷脂)结合的特性, 但由于其结构上的特点, 表现出与众不同的低亲脂性。虽然, Apo AIV 中有一半以上的氨基酸残基参与构成多个重复α-螺旋结构, 这种结构具有与脂质结合的能力, 而且和脂质的结合又增加α-双螺旋结构的稳定性。但是, 另一方面, Apo AIV与脂质结合的稳定性又有限,并不十分稳定而且对环境因素的影响特别敏感。有研究表明, Apo AIV与富含甘油三酯的人工双层脂质体的结合是一种浓度依赖性、可逆性、非协同性的结合。当Apo AIV的浓度在10mmol/L以上时, 即达饱和, 而且这种结合对pH值的变化和盐酸胍的作用很敏感。有人认为, 人Apo AIV蛋白质分子表面微环境的特性决定着Apo AIV与脂质之间的亲合性结合。

人类血浆Apo AIV半衰期是18-27.5h。Apo AIV是周转率最快的一种载脂蛋白,其分解速率为1.56池/天, 要满足如此高的分解速率, 机体需以大于每天8mg/kg 的速度合成Apo AIV。

人Apo AIV基因与Apo AI及Apo CIII基因连锁, 位于第11号染色体上。Apo AIV基因由2603个碱基组成, 包括2个内含子和3个外显子。人Apo AIV基因的2个内含子的长度分别为357和777个核苷酸。而3个外显子的长度分别为162、127和1180 个核苷酸。人Apo AIV基因的第一个外显子编码Apo AIV mRNA的整个5'' 非翻译区和信号肽20个密码子中的前16 1/3个; 第二外显子编码信号肽的后4 个氨基酸残基和成熟血浆Apo AIV的前39个氨基酸残基; 第三个外显子编码成熟血浆Apo AIV的剩余氨基酸残基和mRNA 3''非翻译区。Apo AIV基因先表达出前Apo AIV。 不同种属及同一种属不同来源的Apo AIV在氨基酸组成上有微细的差异, 但十分相近。人类的Apo AIV由376个氨基酸组成。Apo AIV由小肠和肝脏合成, 其中小肠占有非常重要的地位,并受血浆中甘油三酯和胆固醇浓度的调节。一般是通过检测组织( 主要是小肠和肝脏)中mRNA的含量以观察Apo AIV在这些组织中合成分布的情况, 而人类肝脏几乎没有Apo AIV mRNA。所以, 肝脏分泌的Apo AIV十分有限。

小肠分泌的Apo AIV主要经二条途径进入血液循环。通过淋巴系统的Apo AIV分布在淋巴液中的CM、VLDL、HDL和密度>1.21g/ml的组份内; 另一途径是一小部分小肠合成的Apo AIV, 直接进入血循环, 分布在密度>1.21g/ml的组份、HDL及VLDL中。小肠吸收脂肪时, 70%新合成的Apo AIV分布在CM和VLDL中,然而从小肠合成的 Apo AIV总量来说, 仅一小部份Apo AIV和富含甘油三酯的脂蛋白结合, 70%～80%的Apo AIV分布在肠系膜淋巴液中的密度>1.21g/ml组份, 绝大部分是游离状态或组成富含蛋白的小颗粒(7.8nm)HDL3, 这种HDL3含12% Apo AIV和66% Apo AI 。 故由此推断Apo AIV与脂肪吸收密切相关。

二、 生理功能:

(一)、激活卵磷脂胆固醇酰基移换酶(LCAT) 体外实验观察到虽然Apo AIV和Apo AI都能激活LCAT, 但底物不同, 其激活效率不一样。 当用胆固醇和一种饱和脂肪酸作底物时, Apo AI激活LCAT的活性比Apo AIV高; 而以胆固醇和二种饱和脂肪酸作底物时, Apo AIV激活LCAT活性明显高于Apo AI。也有人认为正常血浆中Apo AIV激活LCAT比Apo AI更为有效。

(二)、参与胆固醇逆转运 Apo AIV几乎参与了胆固醇逆转运的每个步骤, 它协助组织间液的脂质运送到血管内; 激活LCAT, 促进胆固醇酯化, 有利于HDL 的携带和与肝细胞结合。体外细胞实验直接证明了Apo AIV是转运胆固醇的极好接受体。

(三)、与细胞结合 Dvorin等首先报道了Apo AIV能与细胞特异结合。这是由于肝细胞膜上有Apo AIV的结合位点。有人认为Apo AIV和Apo AI都能介导HDL 与细胞的结合, 并很可能作用于同一结合位点, 但作用途径很可能不一样, 似乎Apo AIV 更利于介导HDL与细胞结合。

(四)、辅助激活脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase, LPL) Apo AIV能辅助Apo CII从HDL或VLDL离解下来, 与CM或VLDL结合, 促使Apo CII激活LPL。但是 , 在缺乏Apo CII的条件下, Apo AIV无法单独激活LPL。

(五)、调节食欲 最近有研究表明Apo AIV还具重要的调节食欲的生理功能。

三、 多态性

人类Apo AIV基因有多种多态性, 可在蛋白质和核酸水平进行分析。 最常见的Apo IV多态性是由于编码360位氨基酸的位点发生突变, 引起谷酰胺被组氨酸所置换。采用等电位聚焦方法对Apo AIV进行表型分析,早期的报道为两个主要的异形体, 即AIV*1和AIV*2。有人推测这两种Apo AIV异形体是由两个等位基因所编码。而这两个等位基因的频率分布是, AIV*1为0.90, AIV*2为0.10。除了这两种常见的异形体外, 尚有其他少见异形体的报道, 包括AIV*0、AIV*3、AIV*4、AIV*5、AIV*6 和AIV*7。现有资料表明, 除AIV*5外,其余的在一般人群中属罕见。有关Apo AIV多态性与血浆脂蛋白水平以及冠心病的关系尚不十分明确。

Kamboh等发现在美拉尼西亚人群中有一种特殊的Apo AIV多态性。 这种多态性也是由于360位的突变所致, 但不是单个的氨基酸的置换, 而是由于位于3'' 末端的12个核苷酸缺失引起4个氨基酸残基的缺少。人群中有3个Apo AIV基因型, 即N( 正常)、ND(杂合子)和D(缺失)。并观察到D等位基因携带者, 血浆中Apo AI和Apo AII水平较低, HDL-C水平也较低, 而甘油三酯水平较高。