磷脂轉(zhuǎn)運蛋白基因的研究進展

1、磷脂轉(zhuǎn)運蛋白基因的研究進展關鍵字：磷脂轉(zhuǎn)運1973年,kamp等人首次報道從牛肝組織中分離純化得到參與脂蛋 白之間磷脂酰膽堿(pc)轉(zhuǎn)運的蛋白質(zhì)，命名為磷脂酰膽堿轉(zhuǎn)運蛋白 (pctp )。以后，磷脂酰肌醇轉(zhuǎn)運蛋白(pitp )、鞘磷脂轉(zhuǎn)運蛋白(smtp)、 非特異性脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白(nsltp)等相繼在不同物種屮被發(fā)現(xiàn)證實，統(tǒng) 稱作磷脂轉(zhuǎn)運蛋白(phosphol ipidtransferprotein? pltp)o 到 1991 年，人們已經(jīng)先后從哺乳動物、植物、真菌和細菌中純化獲得了十兒 種pltp1? 2o包括人類在內(nèi)的許多動物血漿中均存在促進血漿脂蛋 白間脂質(zhì)轉(zhuǎn)運和交換的特殊蛋白質(zhì)，即脂質(zhì)

2、轉(zhuǎn)運蛋白 (lipidtransferprotein, ltp)。其中,膽固醇酯轉(zhuǎn)運蛋白(cetp) 負責血漿中膽固醇酯(ce)和甘油三酯(tg)的轉(zhuǎn)運，又稱為ltp-1； pltp則特異性地轉(zhuǎn)運磷脂(pl), 乂稱為ltp-2。ltp與其他脂蛋白代 謝酶一起共同參與對脂蛋白代謝的調(diào)控，其發(fā)現(xiàn)打破并更新了傳統(tǒng)的 脂蛋白代謝理論，日漸成為脂蛋白領域中的研究熱點。由于對pltp 的研究起步較晚，對它的認識遠不如cetp深入，各項研究工作尚待開 展。本文對近年來pltp的研究進展作一簡要綜述。一、理化特性 pltp 和 cetp 均屬于 ltp/lbp (lipopolysaccharidebind

3、ingprotein,脂多糖結(jié)合蛋白)家族成員, 該家族中還包括lbp和殺菌通透性增長蛋白 (bac ter icidalpermeabi lily increasingprotein, bp i) 等功能相關 的蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，人血漿pltp在生化和遺傳方面均不同于cetp。 氨基酸序列分析顯示，pltp和cetp約有20%的氨基酸殘基相同3。血漿pltp是一種疏水性糖蛋白，rfl 476個氨基酸殘基組成，其中 疏水性殘基較多。完整的人pltpcdna已經(jīng)被成功地克隆，并從cdna 順序推測出完整的氨基酸組成。pltpcdna共含1750bp,其屮1518bp 組成可讀框,編碼由17個氨基

4、酸殘基組成的信號肽和含476個氨基酸 殘基的成熟蛋口 4。純化的pltp分子量約為81kdo實驗結(jié)果顯示， 人的肺臟、脂肪、胎盤組織和睪丸中的pltpmrna水平較高，而腦、心 臟、肌肉、肝臟中的水平依次逐漸降低。微血管系統(tǒng)、動脈和靜脈內(nèi) 皮細胞屮均有pltpmrna表達。pltp可轉(zhuǎn)運含有兩條?；満鸵粋€極性頭部基團的多種脂質(zhì)，對 二?；视?、磷脂酚（pa）、鞘磷脂（sm）、磷脂酰膽堿（pc）、磷脂酰 甘油、磷脂酰乙醇（pe）的轉(zhuǎn)運能力依次逐漸減弱，對只有一條不飽 合酰基鏈的pc轉(zhuǎn)移率明顯升高，而?；滈L度增加對轉(zhuǎn)運的影響很小 5。pltp不但促進脂蛋白間pl的轉(zhuǎn)運，還可增加膽固醇（ch）轉(zhuǎn)

5、移。 pltp與ch和pc等溫平衡結(jié)合實驗顯示，與ch相比，pltp對pc有更 高的親和力和結(jié)合能力。當pltp與不含ch和pc小泡一起溫育時，其 結(jié)合pc的親和力和容量更大。pc小泡可作為有過多表面外殼的脂解 顆粒模型，用來研究pl向hdl的轉(zhuǎn)移。深入研究發(fā)現(xiàn)，pctp對底物 的特界性高，只能轉(zhuǎn)運pc； pitp優(yōu)先轉(zhuǎn)運磷脂酰肌醇（pi）,也可轉(zhuǎn) 運pc； nsltp的轉(zhuǎn)運特異性不強，可轉(zhuǎn)運pi八糖脂和ch。pltp分子 上存在著與pc、ch等被轉(zhuǎn)運脂質(zhì)結(jié)合的位點，通過載體介導機制發(fā)揮 作用6。二、編碼基因的結(jié)構(gòu)特點人pltp基因為單拷貝基因，定位于20ql2-13. 1,含6個外顯子, 1

6、5個內(nèi)含子。人pltp和cetp基因均源于lbp祖先家族，兩者大部分 的外顯子長度相同，內(nèi)含子/外顯子的結(jié)構(gòu)高度保守，并有著保守的功 能區(qū)。ltp/lbp家族中除cetp位于16號染色休外，其他成員都位于 20號染色體。小鼠pltp基因定位于2號染色體，其結(jié)構(gòu)與人的兒乎 完全相同，編碼的氨基酸序列與人pltp有83%的同源性7。研究發(fā)現(xiàn)，pltp基因dna序列?30159bp與啟動子活性有關。進 一步定點誘變分析提示，人pltp基因屮至少有三個轉(zhuǎn)錄必需的dna 序列，即與轉(zhuǎn)錄因子糖皮質(zhì)激素受體(gr),激活蛋白2 (ap-2)和刺 激蛋口 1(sp-1)的潛在結(jié)合位點。啟動了中糖皮質(zhì)激素效應元

7、件(gre) 作為gr的結(jié)合位點，調(diào)控炎癥反應中糖皮質(zhì)激素誘導型基因的轉(zhuǎn)錄。 已經(jīng)證實，gre與白介素1 (il-1)和白介素6 (il-6)等促炎細胞因 子誘導hepg2細胞lbpmrna的生成有關8。人多數(shù)基因的主要轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件位于編碼序列5,上游lkb的區(qū) 域內(nèi)，也有一些基因的調(diào)控元件位于結(jié)構(gòu)基因3,下游至少2kb內(nèi)。 另外，還有少數(shù)基因的調(diào)控元件存在于結(jié)構(gòu)基因中，如載脂蛋白all (apoa ii)基因內(nèi)含子1中有調(diào)控轉(zhuǎn)錄的必需件。所以，不能排除pltp 基因轉(zhuǎn)錄還需要其他dna序列介入的可能性。推測pltp基因轉(zhuǎn)錄是幾 個順式作用元件和反式作用轉(zhuǎn)錄因子協(xié)同作用的結(jié)果。對pltp基因轉(zhuǎn)

8、 錄調(diào)控機制的研究，促進了人pltp生理調(diào)節(jié)規(guī)律的揭示和pltp對脂 質(zhì)轉(zhuǎn)運、脂蛋白代謝影響的研究。同源檢索顯示，pltp基因與互補鏈上保護性蛋口基因的37 -末端 重疊58個核昔酸，重疊序列不含可讀框，含有保護性蛋白的多聚a 信號，這一區(qū)域?qū)ΡＷo性蛋白的轉(zhuǎn)錄是必需的。僅有很少的哺乳動物 細胞重疊基因的例子被報道，特別是表達限制性功能產(chǎn)物的，部分重 疊基因是否存在共同的基因調(diào)控尚無定論。推測當不受抑制時，這些 部分重疊的轉(zhuǎn)錄片段有可能在相同的組織中表達。pltp基因和保護性 蛋白基因在20號染色體的這一區(qū)域發(fā)生部分重疊，是同一 dna的兩條 鏈編碼表達兩種不同限制性功能產(chǎn)物mrna的有力證據(jù)之

9、一4 o三、生理功能1 修飾hdl的大小和組成，促進前(3 -hdl的生成tall等人的研究顯示，ptlt促進脂解過程中vldl和hdl之間pl 轉(zhuǎn)運和交換。pl向hdl凈轉(zhuǎn)移的結(jié)果是導致大的、稀疏的hdl亞類形 成。pltp不僅能夠介導hdl和組織間的pl轉(zhuǎn)運，還可提高這些組織 對hdl的攝取率。抗pltp單克降抗體可抑制pl凈轉(zhuǎn)運活性，阻止hdl 里粒變大3。根據(jù)顆粒大小可將hdl分為如下亞群,hdl2b (9.71- 12. 90nm ) , iidl2a(8. 77 9. 71nm) , iidl3a(8. 17 8. 77nm), hdl3b(7. 768. 17nm)和hdl3c(

10、7217. 76nm)。實驗結(jié)果顯示,血漿 pltp和cetp對hdl的大小分布發(fā)揮相反的影響作用,pltp促進hdl2b 顆粒形成，而cetp則促進hdl3b顆粒的形成。人們還發(fā)現(xiàn)，長期酗酒 者戒酒后，血漿cetp活性明顯升高，而pltp活性顯著下降，出現(xiàn)大 顆粒的iidl2a向小顆粒的hdl3b和iidl3c的明顯轉(zhuǎn)化9 opltp和cetp 均有轉(zhuǎn)化hdl的活性，目前的觀點認為，人血漿中pltp可能在hdl 轉(zhuǎn)化中起主要作用。2. 催化a-生育酚在脂蛋白顆粒間的交換生育酚（a-t,即維生素e）是血漿脂蛋白和細胞中重要的抗 氧化劑，它不僅能抑制膜脂質(zhì)過氧化，而且在保護血漿脂蛋白免受氧 化修

11、飾中起到重要作用。a-t和vldl -起由肝臟分泌到血液中，其 他類型的血漿脂蛋口通過交換和轉(zhuǎn)運過程得到a -to pltp催化介導a -t在不同類型的脂蛋白顆粒間交換及a -t從人工脂質(zhì)體向hdl轉(zhuǎn)運, 轉(zhuǎn)運活性與血漿ldl-ch負相關。pltp這一重要生物活性可能與動脈 粥樣硬化（as）、腫瘤的發(fā)生和成長有關10 o3. 介導pc的合成盡管不同的pltp在體外表現(xiàn)出相似的磷脂轉(zhuǎn)移活性，但它們在生 物體內(nèi)的生理功能卻完全不同。肺泡表面活性劑決定著肺泡壁細胞的 表面張力和生理功能，是由磷脂生成的，而有生物活性的磷脂是pc 的衍生物。pltp能夠介導tg向pc轉(zhuǎn)變，從而促進pc的合成。動物 實驗

12、表明，pltp缺乏時肺功能嚴重受損，pltp水平正常的情況卜肺功 能正常。nsltp在肺咆表面活性劑代謝中發(fā)揮主要作用it 12o4. 參與神經(jīng)遞質(zhì)的分泌傳遞過程pitp可促進神經(jīng)傳遞效應物質(zhì)三磷酸肌醇的合成和分泌。pitp 缺乏時，依賴atp的三種蛋白質(zhì)因子（pep1、pep2、pep3）o合成和分 泌低so提示pttp在磷酸肌醇循環(huán)和atp依賴性52+激活過程中發(fā) 揮作用，參與神經(jīng)遞質(zhì)的分泌傳遞過程。此外，pitp還與細胞內(nèi)蛋口 質(zhì)的成熟、細胞內(nèi)信息傳遞和生物體內(nèi)光能信息傳遞等重要的生命活 動過程有關，在生物體內(nèi)有著舉足輕重的作用13, 14。四、與疾病的關系由于pltp種類繁多，生理功能

13、多樣化，在不同組織不同細胞中的 作用不盡相同，因而pltp與疾病的關系非常復雜，pltp缺陷或代謝 障礙將引起全身多組織、多器官、多系統(tǒng)的疾病。與pltp有關的疾病 主要有高脂血癥、as、冠心病、腦血管硬化性疾病、老年性癡呆、腫 瘤等等。表達人類pltp的轉(zhuǎn)基因小鼠是研究pltp生理功能的體內(nèi)模 型。實驗顯示，盡管轉(zhuǎn)基因小鼠肝臟中人類lptp的表達很低，轉(zhuǎn)基因 組和對照組的血漿pltp活性和似，但血漿脂蛋白水平有顯著差異， hdl-ch/non-hdi-ch比值升高，提示pltp在周圉組織中的表達使脂蛋 白分布圖發(fā)生有益的變化。在食后高脂蛋白血癥和脂解過程中，富含 tg的脂蛋白代謝最初的、關鍵的步聚是清除過剩的pl,阻礙這些脂蛋 白pl的清除可能與as的發(fā)展有關。這些都提示，增強pltp的表達具