APOLIPOPROTEIN E: CIRI, FUNGSI, PENYAKIT - BIOLOGI - 2025

The apolipoprotein E atau ε apolipoprotein , sebahagian plasma apolipoprotein kompleks yang makromolekul dikenali sebagai lipoprotein, yang dikaitkan dengan lemak seperti trigliserida dan kolesterol, yang disalut dengan lapisan fosfolipid dan protein lain.

Apolipoprotein ini, serta lipoprotein lain dari kelasnya yang sama, menyumbang kepada penstabilan dan pelarutan lipoprotein (merujuk kepada badan lipoprotein) ketika mereka beredar melalui aliran darah.

Struktur Apolipoprotein E (Sumber: Jawahar Swaminathan dan kakitangan MSD di Institut Bioinformatik Eropah melalui Wikimedia Commons)

Oleh kerana penyertaannya dalam lipoprotein, apolipoprotein E mempunyai implikasi langsung terhadap kandungan kolesterol dan trigliserida dalam serum, yang bermaksud bahawa ia berkaitan dengan patologi yang berkaitan dengan kepekatan lipid ini dalam darah.

Apolipoprotein seperti apoE adalah sebahagian daripada pelbagai jenis lipoprotein yang, bergantung kepada ketumpatan apungannya, diklasifikasikan sebagai chylomicrons, partikel chylomicron yang tersisa, lipoprotein berkepadatan sangat rendah (VLDL), kepadatan menengah (IDL), kepadatan rendah (LDL) ) dan ketumpatan tinggi (HDL).

Secara khusus, apolipoprotein E adalah sebahagian daripada komponen protein chylomicrons, dari partikel chylomicron yang tersisa, dari VLDL dan HDL. Ia disintesis dalam hati, otak, kulit, makrofag, dan organ steroidogenik.

ciri

Protein 299 asid amino dan lebih kurang 34 kDa dalam berat molekul, dikodkan oleh gen yang tergolong dalam keluarga genetik apolipoprotein (APO), di mana setiap anggota keluarga terdiri daripada unit yang diulang dalam kumpulan 11 kodon masing-masing. .

Pada manusia, gen yang sangat polimorfik ini mempunyai tiga alel biasa dan terletak di lengan panjang kromosom 19, dan berkait rapat dengan gen lain dalam keluarga yang sama. Ia terdiri daripada 4 ekson dan 3 intron yang berjumlah sekitar 3,597 nukleotida.

Protein disintesis terutamanya dalam tisu hati, tetapi juga dapat dijumpai di otak, limpa, ginjal, gonad, dan makrofag.

Pola isoform yang berbeza yang dapat ditunjukkan tidak hanya ditentukan secara genetik, tetapi juga disebabkan oleh adanya pengubahsuaian pasca-terjemahan seperti penambahan bahagian asid sialik (sialylation).

Kejadian beberapa isoform yang berkaitan dengan yang lain telah terlibat dalam beberapa keadaan patologi, walaupun pada hakikatnya perbezaan di antara mereka selalunya sederhana seperti penggantian asid amino.

Struktur

Seperti apolipoprotein lain, apolipoprotein E mempunyai struktur yang sangat teratur. Ia terdiri daripada heliks alfa, yang diramalkan dari analisis urutan asid amino dan disahkan dengan kaedah eksperimen.

Ia mempunyai domain pengikat lipid yang besar dekat dengan hujung terminal karboksil dan disekresikan dengan sejumlah besar residu asid sialik, yang secara progresif dikeluarkan melalui mekanisme kompleks.

ciri-ciri

Fungsi utama apolipoprotein E, serta banyak varian apolipoprotein lain, adalah untuk mengekalkan integriti struktur lipoprotein dalam metabolisme lipid.

Ia berfungsi sebagai kofaktor dalam reaksi enzimatik yang berlaku dalam badan sfera lipoprotein dan dapat berfungsi sebagai reseptor permukaan pada ini. Secara khusus, apolipoprotein E sangat penting untuk pembentukan lipoprotein berketumpatan rendah (VLDL) dan chylomicrons.

Dalam pengangkutan dan metabolisme kolesterol

Kerana isoform yang berbeza dari apolipoprotein E bertindak secara berbeza dengan reseptor selular tertentu untuk lipoprotein, mereka memainkan peranan penting dalam pengaturan dan pemeliharaan tahap kolesterol yang beredar.

Apolipoprotein E terdapat dalam chylomicrons, dalam partikel chylomicron yang tersisa (setelah hidrolisis trigliserida di dalamnya) dan zarah berketumpatan sangat rendah dikaitkan dengan reseptor tertentu yang mengangkutnya ke tisu hati untuk pengagihan semula atau penghapusan kolesterol.

Ini adalah protein penentu untuk "pengambilan" sel dalam lipoprotein HDL dan VLDL dan pada neonatus, lipoprotein HDL dengan apoE adalah yang paling banyak.

Dalam pengikatan lipoprotein dengan faktor tertentu

Lipoprotein yang mengandungi ApoE mempunyai kemampuan untuk mengikat heparin melalui kawasan yang sama, di mana zarah-zarah ini mengikat reseptor, yang nampaknya mempunyai implikasi fisiologi terhadap pengikatan lipoprotein ke permukaan endotel.

Dalam sistem imun

Permukaan limfosit (sel-sel sistem kekebalan tubuh) mempunyai reseptor imunoregulatory yang mampu secara khusus mengikat apolipoprotein E, menjadikan limfosit tahan terhadap rangsangan mitogenik. Ini diterjemahkan menjadi penghambatan peristiwa transformasi awal yang diperlukan untuk pengaktifan sel-sel ini.

Fungsi lain

ApoE dan isoformnya didapati mempunyai kesan besar terhadap umur panjang dan penuaan.

Penyakit yang berkaitan

Lebih dari satu juta orang mati setiap tahun di Amerika Syarikat kerana penyakit kardiovaskular, termasuk penyakit jantung koronari, aritmia jantung, penyakit arteri, kardiomiopati, kecacatan kelahiran, dan keadaan vaskular, antara lain.

Penyakit koronari adalah yang paling biasa, dan antara faktor risiko yang ditunjukkan adalah penggunaan rokok, tahap kolesterol berlebihan (berkaitan dengan kelebihan zarah berketumpatan rendah dan kecacatan dalam jumlah zarah berketumpatan tinggi) , hipertensi, gaya hidup tidak aktif, obesiti dan diabetes.

Kajian yang berbeza menunjukkan bahawa kecacatan pada lokus pengekodan untuk apolipoprotein E dan variannya sesuai dengan 6% hingga 40% faktor risiko penyakit jantung koronari, kerana mereka secara langsung terlibat dalam metabolisme lipid dan kolesterol.

Penyakit lain yang berkaitan dengan apoE ada kaitannya dengan gangguan neurologi seperti penyakit Alzheimer, yang dikaitkan dengan varian apoE4 sebagai faktor risiko penurunan kognitif yang berlaku semasa perkembangan penyakit ini.

ApoE nampaknya berinteraksi dengan beta amyloid peptide, yang pemendapannya dalam bentuk plak amiloid sangat penting untuk pembentukan penyakit Alzheimer.

Rujukan

1. Chen, J., Li, Q., & Wang, J. (2011). Topologi apolipoprotein manusia E3 secara unik mengatur fungsi biologinya yang pelbagai. PNAS, 108 (15744), 2-7.
2. Danesh, J. (2009). Lipid Utama, Apolipoprotein, dan Risiko Penyakit Vaskular. Persatuan Perubatan Amerika, 302 (18), 1993–2000.
3. Eichner, JE, Dunn, ST, Perveen, G., Thompson, DM, & Stewart, KE (2002). Apolipoprotein E Polimorfisme dan Penyakit Kardiovaskular: Kajian HuGE. Jurnal Epidemiologi Amerika, 155 (6), 487–495.
4. Hatters, DM, Peters-libeu, CA, & Weisgraber, KH (2006). Struktur Apolipoprotein E: pandangan mengenai fungsi. Trend Sains Biokimia, 31 (8), 445-454.
5. Mahley, RW, Innerarity, TL, Rall, SC, & Weisgarber, KH (1984). Lipoprotein plasma: struktur dan fungsi apolipoprotein. Jurnal Penyelidikan Lipid, 25, 1277–1294.
6. Raber, J. (2008). AR, apoE, dan fungsi kognitif. Hormon dan Tingkah Laku, 53, 706-715.