第三章　载脂蛋白的种类与结构

　　脂蛋白中的蛋白部分称为载脂蛋白（apolipoprotein/apoprotein,Apo）。载脂蛋白在脂蛋白代谢中具有重要的生理作用。作为构成并稳定脂蛋白的结构是脂蛋白结构的支柱；修饰并影响脂蛋白代谢有关的酶活性；作为脂蛋白受体的配体；参与脂蛋白与细胞表面脂蛋白受体的结合代谢过程。

　　载脂蛋白种类很多，一般分为5～7类，其氨基酸序列大多数已阐明，载脂蛋白种类的命名是按1972年Alaupovic建议命名方法，用英文字母顺序编码，每一类还有亚类。

第一节　载脂蛋白A族

　　载脂蛋白A（ApoA）可分为ApoAⅠ、ApoAⅡ、ApoAⅣ。ApoAⅠ和ApoAⅡ大部分布在HDL中，是HDL的主要载脂蛋白。

　　一、ApoAⅠ

　　ApoAⅠ是ApoA族最多的一种组分，是HDL中的主要载脂蛋白。Shore等于1968年首先从人HDL中分离纯化得到ApoAⅠ。70年代中期Brewer阐明了ApoAⅠ的氨基酸序列，并预测了其二级结构的要点。在分子生物学兴起的80年代，Karathanasis等人相继报道了人ApoAⅠcDNA和染色体DNA序列。人成熟的ApoAⅠ的由243氨基酸残基组成，是单一多肽链，分子量为28300D。人及大鼠、猴、兔、牛、鸭、树鼷等动物的ApoAⅠ已分离纯化。人和其他种属的ApoAⅠ的氨基末端为Asp，羧基末端为Gln，其分子中不含半胱氨酸和异亮氨酸。经等点聚焦电泳证实人和动物的ApoAⅠ都是不均一的，有10种不同的亚组分，至少有六种多态性。经等电聚焦和双相电泳中的系统命名，ApoAⅠ多肽性依次称为Apoa Ⅰ₀、ApoAⅠ_-1 、ApoAⅠ_-2 、ApoAⅠ₊₁、 ApoAⅠ₊₂ ，其中ApoA Ⅰ₀含量最多。

　　目前所知，ApoAⅠ的氨基酸残基的排列有其自身的特征：①极性氨基酸残基含量较多，多以1、2或1、4相反离子对的形式排列，即Glu-Arg、Glu-Lys或Asp-Lys、Asp-Arg；②疏水氨基酸残基一对对地出现在1、2或1、4反离子对的附近，并很容易形成特有的双性螺旋二级结构。极性与非极性氨基酸残基排更的这种方式是载脂蛋白的一个共性。由疏水氨基酸残基组成螺旋的排极性面和由带电荷亲水的氨基酸组成的螺旋极性面，故称为双性螺旋，这也是载脂蛋白α-螺旋的共性，并与一般蛋白质的α-螺旋有不同之处，只有这种双性螺旋既有亲脂的一面又有亲水的一面。ApoAⅠ富含双性螺旋结构，对于维持其正常的生理功能是非常重要的。

　　ApoAⅠ主要存在于HDL中，占HDL₃载脂蛋白的65%，占HD₂载脂蛋白的62%。在CM、VLDL和LDL中也有少量存在。血浆中呈现β迁移率的一种β-HDL，其中有80%的ApoAⅠ。

　　ApoAⅠ的生理功能有：①组成脂蛋白并维持其结构的稳定与完整性。实验表明，纯化的ApoAⅠ在水溶液中可以自发地和脂类结合。70年代早期，Gotto实验室研究了人ApoAⅠ分子与磷脂的结合部位，用CNBr法将ApoAⅠ裂解成四个肽段，发现仅有羧基末端的肽段可自发地和磷脂结合。后来进一步确认该段是ApoAⅠ224-242肽段，这一肽段既可以维持双性螺旋的结构又可以维持和脂质结合所具备的疏水性；②ApoAⅠ可以激活磷脂胆固醇酰基转移（LCAT）的活性。已经证实ApoAⅠ是通过激活LCAT，再催化胆固醇酯化，ApoAI肽段Ⅲ（肽段116-151）是激活作用的中心；③其他，有学者报道，ApoAⅠ可作为HDL受体的配体；含ApoAⅠ脂蛋白可以和转铁蛋白及铜蓝蛋白形成大分子复合物以运输铁和铜离子。

　　ApoAⅠ由肝和小肠合成，血浆中生物半寿期为4.5天。

　　二、 ApoAⅡ

　　ApoAⅡ是HDL中第二种含量多的载脂蛋白，在HDL₂占载脂蛋白的15%，在HDL₃中占载脂蛋白的25%。CM中达总载脂蛋白的7%～10%，VLDL中也少量存在。直到1985年，ApoAⅡ蛋白质的氨基酸序列、cDNA序列及基因序列均已阐明。ApoAⅡ是由两条多肽链的77个氨基酸残基组成。ApoAⅡ在不加还原剂的SDS-PAGE中测出分子量是17000D，在人血浆中以二聚体形式存在。ApoAⅡ的单体分子量为8700D。人ApoAⅡ蛋白C端氨基酸残基为谷氨酸，N端为吡咯烷酮酸，缺乏组氨酸，精氨酸及色氨酸。ApoAⅡ有多态性存在，最主要的多态型等电点为4.9，而含量较少的多态型的等电点为5.17、4.68、4.42和4.20。

　　ApoAⅡ的生理功能是：①维持HDL结构，ApoAⅡ肽段12-31和肽段50-77具有与磷脂的结合能力，经二级结构分析认为，残基17-30和51-62形成的双性螺旋结构是人ApoAⅡ与脂质结合的分子基础；②激活肝脂酶，用以水解CM和VLDL中的TG和PL。还有报道，ApoAⅡ可抑制LCAT活性。

　　ApoAⅡ由肝脏和小肠合成。人血浆中的ApoAⅡ生物半寿期为4.4天。

　　三、ApoAⅣ

　　ApoAⅣ是最先从大鼠DHL和CM中发现的一种载脂蛋白，1979年Beisiegel等人证实了人血浆中也有ApoAⅣ存在，其主要分布于密度大于1.211g/ml部分。成熟ApoAⅣ由376个氨基酸残基组成。经SDS-PAGE确认大鼠和人ApoAⅣ分子量为44000和46000Da。人和大鼠氨基酸组成相似，是一种糖蛋白，含有6%的碳水化合物，其中甘露糖占1.8%，半乳糖占1.55%，N-乙酰葡萄糖胺占1.55%和唾液酸占1.1%。ApoAⅣ蛋白存在多态性，生物半寿期为10h。

　　ApoAⅣ的生理功能目前尚不清楚，据推测它在HDL逆向转运过程中起有重要作用。1985年Steinmetz等报道，在体外，ApoAⅣ可以促进LCAT的胆固醇酯化反应。Goldberg报道，ApoAⅣ起有调节脂蛋白脂肪酶的激活作用，并推测可以促进ApoAⅣ从HDL和VLDL中释放。ApoAⅣ由肝脏和小肠合成。