1、毕业论文文献综述生物工程APOAI基因的研究进展摘要APOAI是细胞胆固醇逆向转运的特殊重要因素，它能与磷脂、细胞受体及多种血浆因子结合，可以激活卵磷脂胆固醇酰基转移酶，对细胞内胆固醇的移出、酯化、转移以及调节HDL代谢有促进作用。因此，本文对APOAI基因的结构和功能的研究进展进行概述。关键词载脂蛋白载脂蛋白基因冠心病糖尿病胆固醇APOAI是高密度脂蛋白HDL的主要组成蛋白，APOAI主要由肝脏合成，小肠也可合成，占高密度脂蛋白胆固醇（HDLCHOL）总蛋白的6070，APOAI的测定可直接反映HDLCHOL的水平。大量的研究已证明，APOAI在血清中的浓度与冠心病及动脉粥样硬化等疾病都存在
2、某种关系MACIEJKOJJ，HOLMESDR，KOTTKEBA，等，1983；KOTTKEBA，ZINSMEISTERAR，HOLMESDRJR，等，1986。因此关于APOAI的研究巳逐渐成为冠心病等医学研究领域的重要课题。1、APOAI的结构11APOAI的一级结构APOAI是一条由243个氨基酸残基构成的多肽链。BREWER等人（BREWERHB，1978）早在1978年就测定了APOAI的一级结构。APOAI分子中含有较多的极性氨基酸，不含有半胱氨酸和异亮氨酸，并且在APOAI分子中有许多由22个氨基酸残基形成的重复序列，这些序列都多以脯氨酸作为第一个氨基酸（徐勇霞，付明德，2002
3、）。每一个重复均可形成双性螺旋（AMPHIPATHICHELIX，AH）结构。被称为脂质结合区。12APOAI的空间结构APOA1分子中的重复序列可以形成双性螺旋的结构。由于一级结构中极性氨基酸残基多以相反离子对的形式排列，非极性氨基酸残基分布在极性氨基酸残基的周围。APOAI在水溶液中呈扁长的椭球形。肽链的N端由4个A螺旋形成一个螺旋束。螺旋束是未与脂质结合的APOAI结构稳定性及水溶性的主要因素。肽链的C端只有少量的螺旋，主要是无序的结构（DAVIDSONWS，WILLIAMWM，HAZIETTT，等，1996）。APOAI与磷脂结合后，C端的螺旋含量显著增加，并成为稳定APOAI分子的主
4、要区域，N端的螺旋也相应发生重排，但总的含量不会改变DAVIDSONWS，1999。MARCEL及其同事（BREWERHB，BRONZERTTJ，HOUSERA，1995）利用抗原决定簇图谱发现，APOAI分子的N端和中心区域存在许多不连续的抗原决定簇，说明肽链的中心区域和N端在二级结构上非常接近。APOAI三级结构的研究主要是是两分子APOAI与脂质结合后形成的新生盘状HDL，目前认为主要有两种模型（1）栅栏模型，APOAI环绕盘状脂质分子，其分子内8个螺旋反向平行排列；（2）带状模型。APOAI环绕盘状分子边缘，螺旋旋垂直于磷脂酰基链。2、APOAI的生物学功能21APOAI与细胞胆固醇的
5、移出细胞胆固醇的移出可以通过扩散、特异性位点结合、非特异性位点结合3种方式。扩散途径是以胆固醇浓度差作为动力、胆固醇从细胞膜上脱离，通过扩散作用与球形HDL结合。特异性结合是指在前HDL中，APOAI分子中的双性A螺旋并未完全与磷脂结合，而可以与细胞膜上特殊的脂表面或者特异性的蛋白受体作用，从而使细胞膜上胆固醇和磷脂同时溶解移出GILLOTTEKL，PHILLIPSMC，DAVIDSONWS，等，1998。DAVIDSONWS等DAVIDSONWS，JOHNSONWJ，ANANTHARAMAIAHGM，等，1994利用人工合成APOAI肽段研究发现，APOAI能与细胞膜上双层磷脂发生短暂作用，
6、破坏细胞膜上磷脂与胆固醇的结合，使胆固醇从细胞膜上解离的更容易。这种结合不需要特异性位点的参与，称之为非特异性的结合。22APOAI与LCAT的激活LCAT介导盘状HDL即PREHDL中胆固醇的酯化形成球状HDL。研究表明PREHDL是胆固醇良好的接受体（VONECKARDSTEINETAL，2000）。LCAT可催化新生HDL表层的胆固醇酯化，而APOAI是LCAT的激活剂，新生HDL在LCAT、APOAI及其它转运蛋白的参与下变为成熟的HDL。23APOAI与其它血浆园子的结合与CETP相互作用将CE呈递给VLDL或LDL。成熟的球状HDL胆固醇的酯化能力降低，CETP通过其C端的螺旋将H
7、DL中的CE呈递给CM残粒、VLDL及LDL，CM及VLDL表面的PL则向HDL转移。PUSSIEN等PUSSINENPJ，JAUHIAINENM，METSOJ，等，1998发现，APOAI的N一端能与PLTP结合，结合的区域限定在APOAI分子的残基27141之间。另外，APOAI能与肝细胞膜表面的清道夫受体BISRBI，介导HDL中的胆固酵酯的转移。WILLIAMS等（WILLIAMSDL，THUAHNAIST，CONNELLYMA，等，2000）研究发现APOAI分子C端及N端的A类螺旋是SRBI识别的位点。最近提出，当HDL与SRBI结合后，HDL中的胆固醇酯通过非水相的通道转移到肝细
8、胞膜上。另一方面，APOAI可与VLDL结合，从而减少HL与VLDL的结合，APOAI又可抑制HI对极低密度脂蛋白VLDL的水解作用。3、APOAI的医学功能31APOAI与冠状动脉粥样硬化性心脏病疾病的关系APOAI在脂蛋白代谢中具有重要的生理功能，能激活某些与血浆脂蛋白代谢有关的酶类，构成并稳定脂蛋白的结构。载脂蛋白A1是高密度脂蛋白HDL与细胞膜上的HDL受体结合的载体，同时具有维持HDL的结构，并参与胆固醇逆转的抗动脉粥样硬化因子。许多研究表明，HDL对动脉血管壁有直接的保护作用（ENAVABM，VANLENTENBJ，REDDYST，等，2000），并能使动脉粥样硬化病变消退（RON
9、GJX，LIJ，REISED，等，2001）。目前认为HDL抗动脉粥样硬化作用的一个重要机制就是它介导了胆固醇的逆转运（LING，2002）。HDL还能够调节内皮NO的生成和活性，改善血管内皮功能（SHAULPW，2003）。因此，HDL胆固醇下降时动脉粥样硬化的危险性增加。载脂蛋白AI为HDL的主要蛋白质，载脂蛋白AI的含量反映了HDL的水平，后者有转运周围组织的胆固醇及肝脏进行代谢处理的抗动脉粥样硬化的功能。HDL胆固醇浓度增高可使血管壁减少与有致粥样硬化潜力颗粒的接触（PATSCHJR，1994），与冠心病的发病率呈逆相关。32APOAI与糖尿病的关系糖尿病是21世纪的常见病、多发病，严
10、重威胁人类健康我国糖尿病的患病率迅速增长，其中90以上属II型糖尿病。糖尿病除糖代谢紊乱外，还有明显脂类代谢异常，大量国内外研究已证实，血脂代谢异常是糖尿病患者出现血管并发症的重要危险因素（莫蔚林，2004；赵水平，2002）。袁美玲，倪红兵（袁美玲，倪红兵，2009将II型糖尿病组和正常对照组利用氧化酶法、直接一步法与比浊法，证明APOAI/APOB100比值的降低与合并血管并发症的发生呈负相关。他还认为定期对糖尿病患者检查血脂尤其是APOB100和APOAI/APOB100，作为糖尿病患者是否有心血管并发症的发生以及并发症严重程度的预测。33APOAI与丙型肝炎的关系丙型肝炎病毒HCV的感
11、染，不仅能够引起急慢性病毒性肝炎，而且能够引起肝纤维化和肝细胞癌，严重危害人民的生命健康。HCV感染具有较高的慢性化比例，有时高达80以上。我国目前一般人群的感染率达32，因而具有更大的危害性（成车，朱传琳，2000）。不同的研究证明，感染HCV后患者发生脂肪变的几率在6080（邓子德，庚惠鸿，何达秋，1996），肝脏脂肪变的主要原因是脂肪代谢障碍。张健，成军等（张健，成军，李莉，2002）对HCV阳性患者和健康者进行免疫比浊法、双试剂，得出HCV与APOAI及APOAII存在着密切联系，且影响其在血清中的代谢。GIORGIOETAL曾报道，应用仅一干扰素IFN一仅治疗丙型肝炎SOARDOG，
12、PIRISIM，FONDAM，等，1995；NAEEMM，BACONBR，MISTRYB，等，2001，发现HCV受体可结合APOAI及APOAII，从而影响其功能。4、APOAI基因多态性的研究多态性是指在一个生物群体中，同时和经常存在两种或多种不连续的变异型或基因型或等位基因，亦称遗传多态性或基因多态性。APOAI基因突变可导致异常的APOAI蛋白质的合成。有些异常的APOAI影响HDL的代谢。已报道的阻碍APOAI合成的基因突变有重排、缺失、无义突变等方式。目前已发现至少有20种不同的APOAI结构基因的点突变导致氨基酸转换。邹阳春，胡大一等（邹阳春，胡大一，杨新春，等，2003）认为载
13、脂蛋白A1基因M1及M2位点MSPI酶切长度多态性改变通过影响高密度脂蛋白胆固醇及载脂蛋白A1血浆水平而与冠心病的发生发展存在着某种意义上的内在联系。参考文献1MACIEJKOJJ,HOLMESDR,KOTTKEBA,ETALAPOLIPOPROTEINAIASAMARKEROFANGIOGRAPHICALLYASSESSEDCORONARYARTERYDISEASEJNENGLJMED,1983,30973853892KOTTKEBA,ZINSMEISTERAR,HOLMESDRJR,ETALAPOLIPOPROTEINSANDCORONARYARTERYDISEASEJMAYOCLINPR
14、OC,1986,6153133203BREWERHB,BRONZERTTJ,HOUSERA,ETALTHEAMINOACIDSEQUENCEOFHUMANAPOAI,ANAPOLIPOPROTEINISOLATEDFROMHIGHDENSITYLIPOPROTEINSJBIOCHEMICALANDBIOPHYSICALRESEARCHCOMMUNICATIONS,1978,8036236304徐勇霞,付明德,载脂蛋白AI结构与功能研究进展J国外医学分子生物学分册,2002,24162645DAVIDSONWS,WILLIAMWM,HAZIETTT,ETALTHEROLEOFAPOLIPOPRO
15、TEINAIDOMAINSINLIPIDBINDINGJPNAS,1996,932413605136106DAVIDSONWS,ARNVIGMCGUIREK,KENNEDYA,ETALSTRUCTURALORGANIZATIONOFTHENTERMINALDOMAINOFAPOLIPOPROTEINAISTUDIESOFTRYPTOPHANMUTANTSJBIOCHEMISTRY,1999,384314387143957DAVIDSONWS,JOHNSONWJ,ANANTHARAMAIAHGM,ETALTHEINFLUENCEOFAPOLIPOPROTEINSTRUCTUREONTHEEFFL
16、UXOFCELLULARFREECHOLESTEROLTOHIGHDENSITYLIPOPROTEINJJBIOLCHEM,2010,2854231965319738GILLOTTEKL,PHILLIPSMC,DAVIDSONWS,ETALREMOVALOFCELLULARCHOLESTEROLBYPREHDLINVOLVESPLASMAMEMBRANEMICROSOLUBILIZATIONJJLIPIDRES,1998,3910191819289VONECKARDSTEINA,ASSMANNGPREVENTIONOFCORONARYHEARTDISEASEBYRAISINGOFHIGHDEN
17、SITYLIPOPROTEINCHOLESTEROLJCURROPINLIPIDOL2000,11662763710PUSSINENPJ,JAUHIAINENM,METSOJ,ETALBINDINGOFPHOSPHOLIPIDTRANSFERPROTEINPLTPTOAPOLIPOPROTEINSAIANDAIILOCATIONOFAPLTPBINDINGDOMAININTHEAMINOTERMINALREGIONOFAPOAIJJLIPIDRES,1998,39115216111WILLIAMSDL,THUAHNAIST,CONNELLYMA,ETALBINDINGANDCROSSLINKI
18、NGSTUDIESSHOWTHATSCAVENGERRECEPTORBIINTERACTSWITHMULTIPLESITESINAPOLIPOPROTEINAIANDIDENTIFYTHECLASSAAMPHIPATHICALPHAHELIXASARECOGNITIONMOTIFJJBIOLCHEM,2000,27525188971890412NAVABM,VANLENTENBJ,REDDYST,ETA1HIGHDENSITYLIPOPROTEINANDTHEDYNAMICSOFATHEROSCIEROTICLESIONSJCIRCULATION,2001,104202386238713RON
19、GJX,LIJ,REISED,ETA1ELEVATINGHIGHDENSITYLIPOPROTEINCHOLESTEROLINAPOLIPOPROTEINEDEFICIENTMICEREMODELSADVANCEDATHEROSCLEROTICLESIONSBYDECREASINGMACROPHAGEANDINCREASINGSMOOTHMUSCLECELLCONTENTJCIRCULATION,2001,104202447245214LINGINSIGHTSOFHIGHDENSITYLIPOPROTEINAPOLIPOPROTEINMEDIATEDLIPIDEFFLUXFROMCELLSJB
20、IOCHEMBIOPHYSRESCOMMUN,2002,291472773115SHAULPWENDOTHELIALNITRICOXIDESYNTHASE,CAVEOLAEANDTHEDEVELOPMENTOFATHEROSC1EMSISJJPHYSIOL,2003,547PT1213316PATSCHJRTRIGLYCERIDERICHLIPOPROTEINSANDATHEROSCLEROSISJATHEROSCLEROSIS,1994,110232617谭虹,金鑫载脂蛋白A1与冠状动脉粥样硬化性心脏病的关系J实用临床医学,2010,115273118莫蔚林糖尿病血脂异常与调脂治疗J安徽医学
21、,2004252,15515719赵水平糖尿病血脂异常及其治疗J中华内科杂志,2002,41535635820袁美玲,倪红兵2型糖尿病载脂蛋白APOAI、APOB100检测的临床研究J,南通医学院学报,2009,29643243321成车,朱传琳丙型肝炎病毒感染慢性化的分子生物学机制J国外医学病毒学分册,2000,71293222邓子德,庚惠鸿,何达秋丙型肝炎病毒感染与脂肪肝的关系J新医学,1996,27947147223张健,成军,李莉丙型肝炎病毒感染者血清载脂蛋白AI及AII水平的研究J世界华人消化杂志,2002,1091015101724SOARDOG,PIRISIM,FONDAM,ET
22、ALCHANGESINBLOODLIPIDCOMPOSITIONANDRESPONSETOINTERFERONTREATMENTINCHRONICHEPATITISCJJINTERFERONCYTOKINERES,1995,15870571225NAEEMM,BACONBR,MISTRYB,ETALCHANGESINSERUMLIPOPMTEINPROFILEDURINGINTERFERONTHERAPYINCHRONICHEPATITISCJAMJGASTROENTEROL,2001,9682468247226邹阳春,胡大一,杨新春,等国人载脂蛋白A1基因多态性与血脂水平及冠心病的关系J中国动脉硬化杂志,2003,114345348
