《第五章 血浆脂蛋白课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章 血浆脂蛋白课件（76页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、核 酸 蛋 白 质 化 学,生命科学技术学院,第五章 血浆脂蛋白,动脉粥样硬化（atherosclerosis, AS）是危害 人类健康的常见疾病之一，它以血管平滑肌 细胞增生和血脂在粥样斑块沉积为特征 动脉粥样硬化与血浆脂蛋白（lipoprotein, LP） 代谢密切相关,第一节 脂蛋白的分类和功能 第二节 载脂蛋白 第三节 脂蛋白代谢,第一节 脂蛋白的分类和功能,血浆中所含脂类统称为血脂 血脂包括 非极性：甘油三脂（TG）、胆固醇脂（CE） 极性：游离胆固醇（FC）、磷脂（PL）和脂肪酸（FA） 按来源分可分成外源性（食物消化吸收）和内源性 （体内合成）两类,一、脂蛋白的结构和组成,血脂
2、不溶于水，在血浆中和载脂蛋白（apoprotein, Apo）组成脂蛋白（lipoprotein, Lp）的形式转运 成熟血浆脂蛋白呈球状，其核心组分为甘油三脂和 胆固醇脂，表面组分为载脂蛋白、游离胆固醇和磷脂 游离胆固醇和磷脂的极性基团暴露在颗粒表面，非 极性碳链则指向核心。因此血浆脂蛋白颗粒能顺利在 血浆中运输,ApoB100,胆固醇脂,磷脂,游离胆固醇,血 浆 脂 蛋 白 颗 粒 的 结 构,载脂蛋白表面具有特殊的两性 螺旋结构 带电、亲水性氨基酸残基组成螺旋极性面暴露在外， 而不带电疏水氨基酸残基组成非极性面与内部脂质相 互作用，起着稳定血浆脂蛋白结构的作用 带正电的碱性氨基酸残基主要
3、分布于极性面交界处， 而带负电酸性氨基酸集中在极性面中间，从而在溶液 中呈特殊的立体两性离子 载脂蛋白两性 螺旋是血浆脂蛋白能结合转运脂质的 结构基础,两 性 螺 旋,载 脂 蛋 白 分 子 表 面 的 两 性 螺 旋,二、脂蛋白分类,1. 正常血浆脂蛋白 正常血浆脂蛋白分成四大类共 6 种。由于所含脂类及 载脂蛋白的不同，其颗粒大小、密度、表面电荷、电 泳迁移率及免疫原性均有不同 用超速离心法分析，从上到下依次为乳糜微粒（CM）、 极低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）和 高密度脂蛋白（HDL）,中密度脂蛋白（IDL）是 VLDL 代谢中间产物，其 密度及组成均介于 VLDL 和
4、 LDL 之间 HDL 按其组成和密度不同又可划分成 HDL2 和 HDL3 CM 颗粒最大，密度最小。按 VLDL、LDL 和 HDL 顺序，颗粒逐步缩小，密度则增加 CM 和 VLDL 富含甘油三脂，其中 CM 含 ApoB48, VLDL 含 ApoB100；LDL 富含胆固醇脂，其中 95% 以 上的载脂蛋白是 ApoB100；HDL 富含磷脂和 ApoA,各类脂蛋白,0.95,1.006,1.02,1.10,1.10,1.20,20,40,60,80,1000,密度 (g/ml),直径 (nm),VLDL,5,10,IDL,VLDL,乳糜 残粒,HDL3,HDL2,乳糜 微粒,LDL
5、,富含甘油三酯的脂蛋白(乳糜微粒，VLDL),CHYLOMICRON,VLDL,TRIGLYCERIDE,CHOLESTERYL ESTERS,PHOSPHOLIPIDS,FREE CHOLESTEROL,PROTEINS,9095%,5065%,24%,814%,26%,1216%,1%,47%,12%,610%,801000nm,3080nm,乳 糜,极低密度脂蛋白,甘油三酯,胆固醇酯,磷脂,游离胆固醇,蛋白质,富含胆固醇的脂蛋白（LDL/HDL),LDL,HDL,TRIGLYCERIDE,CHOLESTERYL ESTERS,PHOSPHOLIPIDS,FREE CHOLESTEROL,
6、PROTEINS,56%,2226%,3545%,615%,2225%,7%,1020%,25%,5%,45%,2025nm,813nm,低密度脂蛋白,高密度脂蛋白,甘油三酯,胆固醇脂,磷酯,游离胆固醇,蛋白质,2. 异常血浆脂蛋白,在特殊情况下，血浆也可出现异常脂蛋白，如-VLDL、 HDLc、HDL1 和 HDL3B 等 -VLDL 是高胆固醇饮食引起的一种异常脂蛋白。与正常 VLDL 相比，其密度相似，但琼脂糖电泳较慢 HDLC 和 HDL1 是富含 ApoE 和 CE 的特大颗粒 HDL。由于缺 乏血浆脂质转运蛋白，导致 CE 在 HDL 中大量堆积而形成 HDL1。高 CE 饮食可诱
7、导 HDLC 生成 HDL3B 是高 TG 血症时出现的小颗粒异常血浆 LP。在高 TG 时，HDL-CE 与 VLDL-TG 过度交换，而 HDL-TG 大量被肝性 脂酶 ( HL ) 水解,使 HDL 的大量核心脂质丢失,3. 脂蛋白（a）,脂蛋白 (a) Lp(a) 与 AS 密切相关，其结构又与纤溶 酶原极其相似，从而受到高度重视 Lp(a) 的脂质组分与 LDL 极其相似，除了 ApoB100 外，还含有独特的 Apo (a)。 Lp(a) 分子中 Apo(a) 与 Apo100 通过二硫键共价结合，用还原剂巯基乙醇可 还原得到 LDL 和 Apo(a)。有关其代谢及浓度影响因 素还
8、甚少了解,4.修饰脂蛋白,LDL 可以被 Cu2+ 或 Fe3+ 、巨噬细胞、血管内皮细胞、 平滑肌细胞及血小板修饰，生成酰化 LDL 和氧化 LDL (ox-LDL)。氧化修饰过程由氧自由基介导，使 脂蛋白结构、组成和生物学特性发生明显变化 修饰 LDL 可通过清道夫受体被巨噬细胞吞噬，促进 巨噬细胞转变为泡沫细胞，因而具有强烈致 AS 作用。 HDL 被氧化修饰后其抗 AS 能力显著下降,第二节 载脂蛋白,至今已从人血浆中分离出的载脂蛋白有 18 种之多， 主要有 Apo A、B、C、E 四大类 下表简单介绍了常见载脂蛋白的重要生物学特性,一、分类,二、载脂蛋白的结构和基因,ApoA 族
9、ApoB 族 ApoC 族 ApoE Apo(a) ApoH ApoJ,1. ApoA 族,HDL 的主要载脂蛋白 成熟的人 ApoA-I 分子量为 28.3 kDa, 其分子为单一的多肽 链。经聚焦双向电泳发现 Apo-AI 有 6 种分子量大致相等而 等电点各异的异构体，分别命名为 ApoAI1 至 Apo AI6， 其等 电点依次为 6.50、5.85、5.74、5.64、5.52 及 5.40 人类 Apo-AI 基因位于第 11 号染色体长臂末端区域内(11q- 13q ter)。人Apo-AI 基因由 3 个内含子和 4 个外显子组成。 基因长 1863bp, 含 3 个插入序列,
10、 ApoA-I,ApoA-I 带子模型,ApoA-I 与 HDL 颗粒结合, ApoA-,ApoA-是 HDL 的第二种主要载脂蛋白 人 ApoA-由 77 个氨基酸组成。血浆 ApoA-以二聚体形式存在，两个单体分子通过 Cys6 以二硫键共价结合。有 5 种多态型，其 pI 分别为 4.20、4.42、4.68、4.9和5.7，以 4.9 型最为常见 人 Apo-AII mRNA 长 473 个碱基, 它含有一个 58 碱基的 5不翻译区。人类和鼠的 Apo AII 基因定位于 1 号染色体上(1p21-qter)。含有 4 个外显子和 3 个内含子,ApoA-,Apo-AIV 是一种酸性
11、糖蛋白, 分子量 46kDa。ApoA- 的多 态型为 ApoA-0 和 ApoA-1-7 共 8 种，以 A-1 和 A-2 为常 见 AIV 至少以 3 种方式存在:(1)与 ApoAI 和少量的 ApoE 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 人 ApoAIV 基因与 ApoAI 及 ApoCIII 基因连锁, 位于第 11 号染色体上。 ApoAIV 基因由 2603 个碱基组成, 包括 2 个内 含子和 3 个外显子,2. ApoB 族,ApoB 是一类在分子量、免疫性和代谢上具有多态性
12、的蛋白 质, 依其分子量及所占百分比可分为 B100、B48、B74、B26 及 少量 B50。在正常情况下, 以 ApoB100 和 ApoB48 较为重要 ApoB100 是其基因的全序列转录产物。成熟 B100 含糖 4-9%, 分子量约 550kDa, 是迄今所知最大的哺乳类蛋白分子。其氨 基酸顺序于 1986 年已阐明, 它由 4,536 个氨基酸残基组成 的单一多肽链。Apo B100 具有不在各脂蛋白颗粒间发生交换 的特点。Apo B100 基因位于 2 号染色体的短臂上(2p23), 基 因总长度为 43kb, 由 29 个外显子和 28 个内含子构成 ApoB48 是 CM
13、中的主要载脂蛋白，因其分子量是 B100 的 48% 而得名,3. ApoC 族,是载脂蛋白中分子量最小的一类 按其 C 末端氨基酸不同分成 3 个亚类： ApoC-I ApoC- ApoC-, ApoC-I,分子最小、碱性最强的载脂蛋白。C-I 的 cDNA 含 430bp，由此推测其一级结构为由 83 个氨基酸残基组 成的多肽（包括 N 端 信号肽）。经水解切除信号肽后 转变成 57 肽的成熟 ApoC-I 位于第 19 号染色体，由 4 个外显子和 3 个内含子组 成，全长 4,374 bp, ApoC-,人 Apo-CII 为含 79 个氨基酸残基的单链多肽, 分 子量为 9.1kDa
14、 Apo CII 基因与 Apo-CI、ApoE 基因成簇排列, 位 于 19 号染色体长臂 q13 区。Apo CII 基因长 3,320 bp, 含 4 个外显子和 3 个内含子, ApoC-,Apo CIII 是一种水溶性低分子量蛋白质,由 79 个氨 基酸残基组成, 分子量为 8.7 kDa Apo CIII 基因位于第 11 号染色体长 q23 区, 它 与 Apo AI、Apo AIV 基因紧密连锁, 共同组成一个基 因家族。Apo CIII 基因长 3,133 bp, 含有 3 个插入 序列, 并有 4 个外显子和 3 个内含子,4. ApoE,ApoE 是一个含有 299 个氨
15、基酸结合有磷脂的糖蛋 白。单多肽链，含有 10-12% 的精氨酸。可以在各种 组织中合成, 但以肝脏为主 ApoE 具有多态性。受一个基因位点上 3 个等位基 因控制，ApoE 有 3 种异构体（E2、E3 和 E4 ）和 6 种表型：3 种纯合子（E2/2、E3/3、和 E4/4）和 3 种杂 合子（E2/3、E2/4、和 E3/4）。E2/2 的受体结合活性为 正常的 1% 以下,Apo E 的二级结构中含有较多的-螺旋 。ApoE 除具有与 LDL受体结合的能力外, 还可以与 ApoE 受 体结合。ApoE 受体只能与 ApoE 结合, 它只存在于 肝脏 ApoE 基因定位于 19 号染
16、色体上。ApoE 基因由 3,597 个核苷酸组成, 含有 4 个外显子和 3 个内含 子,5. Apo（a）,Apo(a) 是 Lp(a) 中特有的载脂蛋白。Lp(a)是一独立存在的脂 蛋白系统, 其脂质成份和 LDL 极为相似,而其蛋白质部分由 Apo B100 和富含神经氨酸的 Apo(a)组成。 在完整 Lp(a)颗粒 中二者以二硫键共价相连, 其比例因人而异, 可为二比一, 一 比二或一比一。糖的含量较高, 约为 Apo B 的 6 倍 Apo(a) 的分子量为 503kDa, 含有 27 个 Kingle 结构, 约 4,529 个氨基酸 。Apo (a) 分子由三个结构域组成: 疏水性信 号肽、Kringle IV(可以 15-37 次重复)和 kringle V Apo(a) 分子的多态性受一组位于第 6 号染色体上的等位基 因( LPf、LP
