臨床生物化學(xué):第四節(jié)　脂代謝有關(guān)酶類與特殊蛋白質(zhì)

參與脂質(zhì)代謝的酶有LPL，HTGL，LCAT，ACAT，HMG-CoA還原酶，HMGCoA合成酶。脂質(zhì)代謝過程中還有幾種特殊蛋白質(zhì)如CETP等。

一、脂蛋白脂肪酶

脂蛋白脂肪酶（lipoprteinlipase，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60ku，含3％-8％碳水化合物�；钚訪PL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，ApoCⅡ?yàn)長PL必備的輔因子，其中的C端第61-79位氨基酸具有激活LPL的作用。在哺乳類動(dòng)物如牛、鼠和豬等LPL的酶蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)有87％-94％的同源性，事實(shí)表明，LPL在進(jìn)化過程中具有高度保守性，人類LPL、肝脂酶（hepatictriglyceridelipase，HTGL)及胰脂酶具有高度相似的氨基酸序列，推測三者可能起源于同一個(gè)基因家族，有共同的作用機(jī)制。

LPL基因位于第8染色體短臂8p²²，長約35kb，由10個(gè)外顯子和9個(gè)內(nèi)含子組成，編碼475個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)，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P_VUⅡ多態(tài)位點(diǎn)和內(nèi)含子8中HindⅢ多態(tài)位點(diǎn)與高脂血癥有關(guān)，并為高脂血癥的家系連鎖分析提供了遺傳標(biāo)記。

LPL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，再經(jīng)糖基化后，才轉(zhuǎn)化成活性LPL。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)胞新合成的LPL貯存在分泌管內(nèi)，一旦細(xì)胞受到一個(gè)合適的促分泌刺激，LPL即分泌，此時(shí)分泌往往大于合成。所有細(xì)胞都具有基本型分泌，只有少部分細(xì)胞兼有兩種分泌形式。存在于細(xì)胞膜外表面的硫酸肝素糖蛋白（heparinsulphateproteoglycans，HSPG)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，即肝素后刺激血漿中得到活化的LPL，分布在含甘油三酯的脂蛋白中，主要是分解CM和VLDL的甘油三酯，并結(jié)合和附著在這些脂蛋白殘粒中，可能作為肝攝取這些顆粒的信號。

LPL生理功能，目前認(rèn)為是分解脂蛋白核成分f1411.cn/wsj/的甘油三酯，也分解磷脂如卵磷脂、磷脂酰乙醇胺，并促使脂蛋白之間轉(zhuǎn)移膽固醇、磷脂及載脂蛋白，其代謝產(chǎn)物游離脂肪酸為組織提供能量，或再酯化為TG，儲存在脂肪組織中。另外，LPL還具有增加CM殘粒結(jié)合到LPL受體上的能力，促進(jìn)CM殘粒攝取。

測定血漿LPL活性時(shí)，一定要靜脈注射肝素，因?yàn)長PL對肝素親和性很高。靜脈注射肝素，使LPL從內(nèi)皮細(xì)胞表面釋放入血，這是測定血中LPL活性的一種必備操作。通常按每公斤體重10單位的量靜脈注射，10分鐘后采靜脈血得到血漿再測LPL活性。一般靜脈注射肝素后血漿總脂酶活性的1/3為LPL，剩余的幾乎都是肝脂酶（HTGL)。目前還可用高濃度鹽酸或魚精蛋白選擇性抑制LPL活性的方法測定其活性。最近報(bào)道，還可用LPL或HTGT抗體進(jìn)行活性檢測。

二、肝脂酶

肝脂酶（hepaticlipase或hepatiltriglyceridase或hepaticendothelaillipase，HL或HTGL)屬于與血液循環(huán)中內(nèi)源性TG代謝有關(guān)的酶之一，與LPL在功能上有相似之處，然而卻是兩種不同性質(zhì)的酶。其特點(diǎn)是：①HL活性不需要ApoCⅡ作為激活劑；②SDS可抑制HL活性，而不受高鹽濃度及魚精蛋白的抑制；③主要作用于小顆粒脂蛋白，如VLDL、殘粒殘余CM及HDL，同時(shí)又調(diào)節(jié)膽固醇從周圍組織轉(zhuǎn)運(yùn)到肝，使肝內(nèi)的VLDL轉(zhuǎn)化為LDL。經(jīng)人及鼠cDNA克隆的DNA序列表明，HL是共有2個(gè)N連接多聚糖鏈的糖蛋白，含有499個(gè)氨基酸殘基，分子量53ku，基因位于第15號染色體上。與分解代謝有關(guān)的絲氨酸位于145位。LPL和HL的基因同屬一組基因族，在進(jìn)化上較為保守。

HL在肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞中合成，在合成過程中，酶蛋白的糖化及緊隨著的低聚糖化修飾過程是分泌HL的必要條件。免疫電鏡研究表明，HL位于肝竇狀隙內(nèi)皮細(xì)胞表面，在肝素化后，HL可釋放到血漿。激素可調(diào)節(jié)HL的釋放，主要是類固醇激素，如雄性激素可升高HL酶活性，而雌性激素則相反。錄懷孕或泌乳時(shí)，肝素化后血漿中HL活力與血漿的游離膽固醇或類固醇也呈負(fù)相關(guān)，腎上腺素抑制HL酶活性。另外胰島素和甲狀腺素在控制HL活力中有作用。

HL主要作用于VLDL、β-VLDL及VLDL殘粒中的TG。HDL中積累的未酯化膽固醇在HL作用下由肝攝取，在HDL₃轉(zhuǎn)化為HDL₂的過程中可防止肝外組織過量膽固醇的積累，其中HL起重要作用。

三、卵磷脂膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶

卵磷脂膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶（lecithin-cholesterolacyltransferase，LCAT)由肝合成釋放入血液，以游離或與脂蛋白結(jié)合的形式存在，是一種在血漿中起催化作用的酶，其作用是將HDL的卵磷脂的C₂位不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)移給游離膽固醇，生成溶血卵磷脂和膽固醇酯。血漿膽固醇幾乎70％-80％是膽固醇酯，均是LCAT催化生成所致。LCAT常與HDL結(jié)合在一起，在HDL顆粒表面活性很高并起催化作用，對VLDL和LDL的顆粒幾乎不起作用。LCAT在磷脂代謝中有重要的作用。

LCAT由416個(gè)氨基酸殘基組成，分子量為6.3ku。屬于糖蛋白，糖鏈約占24％，是維持其活性必不可少的組分，富含Glu、Asp、Gly、Pro、Leu。每一酶分子含4個(gè)Cys，其中兩個(gè)連成二硫鍵。根據(jù)與胰脂酶序列的同源性比較，推測六肽Ⅰ₁₇₈-G-H-S-L-G₁₈₃可能是酶的活性中心。酶蛋白的α螺旋、β-折疊和其他結(jié)構(gòu)比例分別為21％、24％和55％。LCATmRNA約為1400bp組成，其信號肽是440個(gè)氨基酸組成的密碼子。

LCAT選擇性底物是HDL，特別是新生盤狀或小球形HDL₃。HDL核心是LCAT酶反應(yīng)產(chǎn)物膽固醇酯的貯存庫，并通過膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白將CE轉(zhuǎn)移至其他脂蛋白和細(xì)胞膜，并與其交換。

LCAT除肝細(xì)胞合成外，在小腸、脾、胰、胎盤、腎上腺等組織細(xì)胞發(fā)現(xiàn)有LCAT的mRNA，推測也可合成LCAT。

四、HMGCoA還原酶

HMGCoA還原酶（HMGCoAreductwww.med126.comase)是合成膽固醇的限速酶，存在于小胞體膜，催化合成甲基二羥戊酸（mevalonicacid)，并生成體內(nèi)多種代謝產(chǎn)物，稱之為甲基二羥戊酸途徑。細(xì)胞內(nèi)膽固醇水平調(diào)節(jié)主要依賴于內(nèi)因性膽固醇合成途徑和LDL受體攝取細(xì)胞外膽固醇的外因途徑兩條。Goldstein和Brown闡明其抑制機(jī)制認(rèn)為，細(xì)胞內(nèi)Ch可作為HMGCoA還原酶抑制劑使其活性降低，肝細(xì)胞膜上的LDL受體增加，從血中攝取Ch也增加，使血中膽固醇水平降低。設(shè)想使HMGCoA還原酶活性降低的藥物可使血在膽固醇水平下降，尤其是對FH的雜合子患者，凡能使LDL受體數(shù)銳減的藥物均可起治療作用。

以Merinolin的HMGCoA還原酶抑制劑投入，使狗血中LDL消失速度上升，LDL產(chǎn)生速度下降；肝移植的小兒FH純合子患者，用梅維諾林治療可使LDL膽固醇降低40％，而LDL產(chǎn)生速度下降35％。這種抑制劑的投入使LDL合成減少的機(jī)制，有兩種可能，一是膽固醇合成減少使VLDL生成量降低；第二是HMGCoA還原酶抑制劑使VLDL殘�；颚�-VLDL異化增加，轉(zhuǎn)變成LDL減少。體外抑制實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，從VLDL殘粒轉(zhuǎn)變到LDL的速度比正常狀態(tài)下小20倍，與此同時(shí)LDL受體的親和力也增加。

五、膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白

血漿膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白（cholesterolestertransferprotein，CETP)又稱為脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（lipidtransferprotein，LTP)，從血漿d＞1.21g/ml組份中精制得到，CETP的非極性氨基酸殘基高達(dá)45％，是一種疏水性蛋白質(zhì)，很容易被氧化而失活。CETP由肝、小腸、腎上腺、脾、脂肪組織及巨噬細(xì)胞合成的476個(gè)氨基酸殘基組成的多肽，細(xì)胞內(nèi)成熟蛋白分子量為740ku。最近已闡明其基因結(jié)構(gòu)，存在于第16染色體，與LCAT的基因靠近。

圖4-9 膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)

CETP促進(jìn)各脂蛋白之間脂質(zhì)的交換和轉(zhuǎn)運(yùn)。CETP在完成和促進(jìn)膽固醇逆轉(zhuǎn)過程中充當(dāng)著重要的角色。周圍組織細(xì)胞膜的游離膽固醇與HDL結(jié)合后，被LCAT酯化成膽固醇酯，移入HDL核心，并可通過CETP轉(zhuǎn)移給VLDL、LDL，再被肝的LDL及VLDL受體攝取入肝細(xì)胞，至此，完成了膽固醇從周圍末梢組織細(xì)胞經(jīng)HDL轉(zhuǎn)運(yùn)到肝細(xì)胞的過程，稱之為膽固醇的逆轉(zhuǎn)運(yùn)（reversecholesteroltransport，RCT)如圖4-9所示。

目前認(rèn)為，血漿中各脂蛋白的膽固醇酯主要通過LCAT和CETP的共同作用生成。血漿中CE90％以上來自HDL，其中約70％的CE在CETP作用下由HDL轉(zhuǎn)移至VLDL及LDL后被清除。CETP與LCAT一樣也能與HDL結(jié)合在一起。

當(dāng)血漿中CETP缺乏時(shí)，HDL中CE蓄積、TG降低，無法轉(zhuǎn)運(yùn)給VLDL及LDL，出現(xiàn)高HDL血癥，而VLDL、LDL中的CE減少，TG增加。這是因?yàn)閺腍DL將CE轉(zhuǎn)運(yùn)到含ApoB脂蛋白上發(fā)生障礙所致。利用酶聯(lián)免疫方法測血漿中CETP活性，此時(shí)其活性降低。