Das Apolipoprotein E. oder Apolipoprotein ε, ist ein Plasma-Apolipoprotein, das Teil der als Lipoproteine bekannten makromolekularen Komplexe ist, die mit Fetten wie Triglyceriden und Cholesterin assoziiert sind, die von einer Schicht aus Phospholipiden und anderen Proteinen bedeckt sind.
Dieses Apolipoprotein sowie andere Lipoproteine derselben Klasse tragen zur Stabilisierung und Solubilisierung von Lipoproteinen (bezogen auf Lipoproteinkörper) bei, wenn sie durch den Blutkreislauf zirkulieren..
Aufgrund seiner Beteiligung an Lipoproteinen hat Apolipoprotein E direkte Auswirkungen auf den Gehalt an Cholesterin und Triglyceriden im Serum, was bedeutet, dass es mit 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), niedrige Dichte (LDL) und hohe Dichte klassifiziert werden Dichte (HDL).
Insbesondere ist Apolipoprotein E Teil der Proteinkomponenten von Chylomikronen, den verbleibenden Chylomikronpartikeln, VLDL und HDL. Es wird in Leber, Gehirn, Haut, Makrophagen und steroidogenen Organen synthetisiert.
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Das Protein mit 299 Aminosäuren und mehr oder weniger 34 kDa Molekulargewicht wird von einem Gen kodiert, das zur genetischen Familie der Apolipoproteine gehört (APO), 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, die ungefähr 3.597 Nukleotide ergeben.
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 das Vorhandensein posttranslationaler Modifikationen wie die Zugabe von Teilen Sialinsäure (Sialylierung) zurückzuführen..
Das Auftreten einiger Isoformen in Bezug auf andere wurde mit einigen pathologischen Zuständen in Verbindung gebracht, obwohl die Unterschiede zwischen ihnen oft so einfach sind wie Aminosäuresubstitutionen..
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 einer großen Menge an Sialinsäureresten sekretiert, die nach und nach durch komplexe Mechanismen entfernt werden..
Die Hauptaufgabe 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 (VLDL) und Chylomikronen mit sehr geringer Dichte..
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 darin enthaltenen Triglyceride) und in Partikeln mit sehr geringer Dichte vorhandene Apolipoprotein E ist mit spezifischen Rezeptoren assoziiert, die sie zur Cholesterinumverteilung oder -entfernung in das Lebergewebe transportieren.
Es ist ein bestimmendes Protein für die zelluläre „Aufnahme“ von HDL- und VLDL-Lipoproteinen, und bei Neugeborenen sind HDL-Lipoproteine mit ApoE am häufigsten.
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..
Die Oberfläche von Lymphozyten (Zellen des Immunsystems) hat einen immunregulatorischen Rezeptor, 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..
Es wurde festgestellt, dass ApoE und seine Isoformen einen großen Einfluss auf die Langlebigkeit und Alterung haben.
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 Risikofaktoren, die hierfür angegeben werden, gehören Zigarettenkonsum, überhöhte Cholesterinspiegel (die sowohl mit überschüssigen Partikeln mit niedriger Dichte als auch Defekte in der Menge an Partikeln mit hoher Dichte verbunden sind), 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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