動(dòng)脈粥樣硬化:第一節(jié)　脂蛋白脂肪酶

脂蛋白脂肪酶（liportein lipase, LPL)是脂肪細(xì)胞、心肌細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞，乳腺細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞等實(shí)質(zhì)細(xì)胞合成和分泌的一種糖蛋白，分子量為60kD，含3%～8%碳水化合物。活性LPL以同源二聚體形式存在，通過靜電引力與毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的多聚糖結(jié)合，肝素可以促進(jìn)此結(jié)合形式的LPL釋放入血，并可提高其活性。LPL生理功能是催化CM和VLDL核心的TG分解為脂肪酸和單酸甘油酯，以供組織氧化供能和貯存；LPL還參與VLDL和HDL之間的載脂蛋白和磷脂的轉(zhuǎn)換，ApoC-Ⅱ?yàn)槠浔匦璧妮o因子，其中的C端第61～79位氨基酸具有激活LPL的能力。

一、LPL結(jié)構(gòu)與合成

比較不同種類包括人類脂肪組織、牛乳腺、鼠巨噬細(xì)胞、豬脂肪組織和禽類的LPL一級(jí)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)人類LPL氨基酸序列與哺乳類動(dòng)物有87%～94%同源性，與禽類比較也有70%同源性，表明LPL在進(jìn)化過程中的高度保守性。人類LPL、肝脂酶（HL)以及胰脂酶（PL)具有高度相似的氨基酸序列，推測(cè)三者可能起源于同一個(gè)基因家族，具有共同的作用機(jī)制。

目前人類LPL二級(jí)結(jié)構(gòu)尚未闡明，推測(cè)LPL分子可能由兩個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)域構(gòu)成：N端區(qū)的和C端區(qū)，N端區(qū)包括1～315位氨基酸，形成一個(gè)以β折疊為主的近球形結(jié)構(gòu)，它是LPL重要的功能區(qū)，催化活性中心就位于此區(qū)。構(gòu)成LPL催化活性中心的三個(gè)氨基酸分別為Ser¹³²、His²⁴¹和Asp¹⁵⁶，用中性氨基酸取代活性中心附近的氨基酸，LPL活性明顯下降或消失。Asn⁴³是N端區(qū)一重要的糖基化位點(diǎn)，它起著維持LPL正常三維結(jié)構(gòu)的作用。對(duì)正常分泌的LPL活性功能具有重要意義。此外，N端區(qū)第279～282位和292～309位氨基酸介m.quanxiangyun.cn導(dǎo)LPL與肝素結(jié)構(gòu)。C端區(qū)呈一個(gè)折疊的柱狀連接在球形的N端區(qū)，C端區(qū)的功能尚有爭(zhēng)議，多數(shù)認(rèn)為與介導(dǎo)酶與底物接觸，形成活性的LPL同源二聚體以及間接參與酶解過程。

LPLm.quanxiangyun.cn/sanji/在實(shí)質(zhì)細(xì)胞的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成，新合成的LPL留在核周圍內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，屬于無活性酶，由mRNA翻譯合成的無活性LPL，稱為酶前體，再糖基化后，才轉(zhuǎn)化成活性LPL酶，如圖5-1所示。從細(xì)胞中如何分泌；目前認(rèn)為有兩種機(jī)制，其一是細(xì)胞合成的LPL后直接分泌，不貯存于細(xì)胞內(nèi)，即稱為基本型分泌；其二是調(diào)節(jié)型分泌，某些細(xì)胞新合成LPL貯存于分泌管內(nèi)，一旦細(xì)胞受到一個(gè)合適的促分泌剌激。LDL即分泌，此時(shí)分泌往往大于合成。所有細(xì)胞都具備基本型分泌，只有少部分細(xì)胞兼有兩種分泌形式。Vannier提出，LPL是結(jié)合在插入細(xì)胞內(nèi)分泌器并存在于細(xì)胞膜外表面的硫酸肝素糖蛋白（heparin sulphate protoglycans, HSPG)，致使酶保持一種無活力的濃縮狀態(tài)，然后通過一個(gè)尚未闡明的機(jī)制由肝素促使分泌，即肝素后血漿中得到活化的LPL，分布在含甘油三酯的脂蛋白中，并主要是分解CM和VLDL的甘油三酯并結(jié)合附著在這些脂蛋白殘粒中，可能形成肝攝取這些顆粒的信號(hào)。

圖5-1 LPL的合成

二、LPL基因及其多態(tài)性

LPL基因位于8P22，長(zhǎng)約35kb，由10個(gè)外顯子和9個(gè)內(nèi)含子組成，編碼475個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，包括27個(gè)氨基酸殘基的信號(hào)肽�，F(xiàn)已查明外顯子1長(zhǎng)273kp，編碼5"端非翻譯區(qū)和信號(hào)肽區(qū)。外顯子2～5長(zhǎng)度分別為161、180、112和234bp，其中外顯子2所編碼的Asn⁴³糖基化位點(diǎn)為L(zhǎng)PL催化活性必需的，外顯子4編碼脂質(zhì)結(jié)合區(qū)。外顯子6包含243bp。編碼肝素結(jié)合區(qū)。外顯子7～9長(zhǎng)度分別為121、183和105bp。編碼結(jié)構(gòu)參與與ApoCⅡ結(jié)合。外顯子10是LPL基因中最大的外顯子，長(zhǎng)1950bp，編碼整個(gè)3"端非翻譯區(qū)。LPL內(nèi)含子7第序列尚未弄清，報(bào)道其中存在Alu重復(fù)序列和多態(tài)位點(diǎn)。Jurke等研究發(fā)現(xiàn)LPL內(nèi)含子7中有一完整的Alu序列，長(zhǎng)282bp，位于內(nèi)含子7第1027～746位。Delin報(bào)道內(nèi)含子6中也存在Alu序列。Alu序列在人類基因組中約占3%-6%，推測(cè)其功能與基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)，hnRNA的加工以及DNA復(fù)制的啟動(dòng)有關(guān)，并且是基因重排的熱點(diǎn)位置。利用限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP_S)技術(shù)檢測(cè)出LPL基因位點(diǎn)存在多態(tài)性，主要分布在LPL基因內(nèi)含子和側(cè)翼序列中，其中內(nèi)含子6中的PvuⅡ多態(tài)位點(diǎn)（圖5-2)和內(nèi)含子8中的HindⅢ（圖5-3)多態(tài)位點(diǎn)與高脂血癥有關(guān)，這為高脂血癥的家系連鎖分析提供遺傳標(biāo)記。LPL基因轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游730bp區(qū)域是轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合部位，5"側(cè)翼區(qū)一27位有“TATA”框，是LPL基因啟動(dòng)子所在部位。

圖5-2　LPLPvuⅡ-RFLP

M：DNA marder

1:DNA-PCR產(chǎn)物（319bp)

2-6：分別為P⁺P⁺、P⁺P^-、P⁺P^-、P^-P^-、P^--、P⁺P⁺、H⁺H⁺基因型

圖5-3 LPL HindⅢ-RFLP

M:DNA marker

1～4:分別為H^-H^-、H^-H⁺、H⁺H⁺、H⁺H^-基因型

三、LPL與Ⅰ型高脂血癥

Ⅰ型高脂血癥為常染色體隱性遺傳病，具有家族性。主要臨床癥狀為陣發(fā)性腹痛，疹狀皮膚黃色瘤和肝脾腫大，生化特征為含高甘油三酯的乳糜微粒在因漿中大量堆積，脂肪耐量顯著異常，LPL活性下降，這種患者體內(nèi)的LPL含量可能完全缺陷，用目前的檢測(cè)方法測(cè)不出LPL存在，也不可能在肝素注射后使血漿LPL活性下降，推測(cè)可能是一種異常LPL翻譯后修飾所致。

引起Ⅰ型高脂血癥常見的LPL基因突變有三類：一是堿基置換突變。按性質(zhì)又可分為錯(cuò)義突變和無意義突變，錯(cuò)義突變是指基因結(jié)構(gòu)中某個(gè)堿基為另一個(gè)堿基取代，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子中相應(yīng)位置氨基酸改變，這類突變多集中在LPL活性中心所在的N端區(qū)，如Gly¹⁴²、Ala¹⁷⁶、Gly¹⁸⁸、IIe¹⁹⁴、Leu²⁰⁷、Arg²⁴³等，這些氨基酸被取代則LPL活性顯著降低；無意義突變是指基因編碼區(qū)發(fā)生突變后形成終止密碼子，使翻譯過程提前終止；導(dǎo)致合成肽鏈變短，Ⅰ型高脂血癥發(fā)生與此類突變位點(diǎn)有關(guān)，若突變位點(diǎn)在第106位氨基酸的編碼基因上，產(chǎn)生出來的短肽鏈產(chǎn)物不具有LPL催化功能，導(dǎo)致Ⅰ型高脂血癥發(fā)生；突變位點(diǎn)在第447位氨基酸的編碼基因（Ser⁴⁴⁷-Thr)，其產(chǎn)物C端缺失2個(gè)氨基酸，不影響LPL活性：二是移碼突變。是指在DNA分子中插入或缺失一個(gè)或幾個(gè)核苷酸（但不是3個(gè)或3的倍數(shù))造成這一位置以后的一列編碼發(fā)生移位錯(cuò)誤的突變，這種突變有的會(huì)生成終止密碼而使翻譯過程提前終止。有報(bào)道1例Ⅰ型高脂血癥患者，其G⁹¹⁶位堿基發(fā)生缺失，產(chǎn)生一個(gè)提前終止碼，利用Northern印跡技術(shù)未檢測(cè)到可測(cè)水平的LPLmRNA，推測(cè)此移碼突變可能導(dǎo)致LPLmRNA穩(wěn)定性下降；三是基因重排。表現(xiàn)為大片段缺失或插入，目前發(fā)現(xiàn)外顯子6中2kb插入，外顯子9中3kb缺失，均導(dǎo)致I型高脂血癥。

近年研究發(fā)現(xiàn)，1例Ⅰ型高脂血癥患者脂肪組織中存在正常活性的LPL，肝素后的血漿中檢測(cè)不出LPL存在，分析其脂肪組織中LPL化學(xué)組成，發(fā)現(xiàn)這種LPL的寡糖鏈含有較高水平的果糖，影響了LPL細(xì)胞內(nèi)外的轉(zhuǎn)運(yùn)，提示翻譯后的修飾異常也可影響LPL活性發(fā)揮。

脂蛋白脂肪酶基因突變點(diǎn)如表5-1所示。

表5-1 脂蛋白脂肪酶基因突變