LDL reseptörü
LDL reseptörünü saptayan Brown ve Goldstein 1985'te Nobel ödülünü kazanmış ve LDL reseptörünün ve reseptör aracılı endositozun genetik belirleyicilerini ve yapı-fonksiyon ilişkilerini göstermişlerdir. LDL reseptörünün başlıca rolü, gerek hücre membranının sentezinde, gerekse safra asitleri, seks hormonları, kortikosteroidler gibi metabolik ürünlerin yapımında kullanılmak üzere kolesterol sağlamaktır. Bu nedenle, karaciğer, gonadlar ve adrenallerde LDL reseptörleri yoğun olarak bulunur. Özellikle karaciğer, büyüklüğü nedeni ile reseptör aracılı LDL katabolizmasınm başlıca yeridir. LDL reseptörleri, VLDL artıkları veya IDL ile birlikte ApoE içeren bir alt kesirini de bağlayabilirler.
LDL reseptörü tek zincirli bir transmembran proteini olup ve beş ayrı bölgesi vardır. Bunlar; Iigand bağlayıcı, epidennal büyüme faktörü habercisi homologu, O-bağlı şeker içeren, membrana tamamen bağlı olan ve sitoplazmik bölgelerdir. LDL reseptörü kodlayan gen 19. kromozomun kısa kolu üzerinde yerleşmiştir. Bu gendeki mutasyonlar, LDL parçalanmasında bozulmaya neden olur.
Brown ve Goldstein'm çalışmalarında, normal kişilerden elde edilen deri fıbroblast kültürlerinde hem ApoBıoo'ü hem de ApoE' yi tanıyan özel hücre yüzey reseptörlerinin bulunduğu ve bunların LDL'yi kuvvetle bağladığı gösterilmiştir (16). Bağlanmış LDL, hücre yüzeyinde, LDL reseptörlerinin de içinde bulunduğu klatrin kaplı çukurcuklardan türeyen endositik kesecikler içinde fibroblastlara girer. Daha sonra, kabuklarından ayrılan endositik kesecikler, içinde LDL'nin reseptörlerinden ayrıldığı endozomlar oluşturmak üzere birleşirler. LDL'den ayrılan reseptörler ise hücre yüzeyine geri dönerek, LDL'nin lizozomal sindiriminin oluştuğu bir başka özel çukura girerler. Reseptörlerin ayrılması, ApoB'nin parçalanmasına ve kolesterol esterlerinin hidrolizine yol açar. Açığa çıkan serbest kolesterol ise HMG CoA redüktazı inhibe ederek, hücre içi kolesterol sentez hızını kontrol eder. Serbest kolesterolün fazlası, hücre içinde, özellikle oleat kullanılarak, ACAT tarafından yeniden esterleştirilir. LDL reseptörlerinin sentez hızı da hücrenin kolesterol içeriğine bağlı bir "feedback" mekanizması ile düzenlenir
HMG CoA Redüktaz
HMG CoA redüktaz, başta karaciğer, ince barsak, adrenaller ve gonadlar olmak üzere kolesterol senlezleme yeteneğine sahip tüm hücrelerde, endoplazmik retikulumda bulunan ve 97 kilodalton ağırlığında olan bir glikoproteindir. Bu enzimi kodlayan gen 5. kromozomda bulunur. Eksojen kolesterolün taşınmasını kolaylaştıran LDL, HMG CoA redüktazı etkileyerek endojen kolesterol sentezini azaltırken, HDL ters bir etki gösterir. LDL reseptörlerinin HMG CoA redüktaz ile uyumlu çalışması, özellikle hepatositler gibi her gün çok miktarda kolesterole gereksinim duyan hücrelere, bu kolesterolün sağlanması için gereklidir. HMG CoA redüktazı kompetitif olarak inhibe eden farmakolojik ajanlar endojen kolesterol sentezini azaltırlar ve buna bağlı olarak LDL reseptör aktivitesi artarak, plazmada LDL-kolesterol düzeyi düşer.
Şilomikron Kalıntı Reseptörü
Şilomikron kalıntıları, yüzeylerindeki Apo E' 1er sayesinde, karaciğer tarafından, reseptör aracılı yol ile alınır. Apo E defektinde, şilomikron kalıntılarının alımının bozukluğu ve bu yüzden kalıntıların aşın miktarda biriktiği gözlemlenmiş ve bu da, şilomikron kalıntılarının temizlenmesinde Apo E'nin rolü olduğunu göstermiştir. Ancak, insan karaciğerinde üç ApoE bağlama proteini saptanrmşsa da, hiçbirinin bir şilomikron kalıntı reseptörüne tam uyacak özelliklere ve gerekli hücre yerleşimine sahip olmadığı görülmüştür.
Diğer Lipoprotein Reseptörleri
üz kas hücresi ve fibroblast külürlerinde, kolesterol yüklenmesi ile uyarılan bir HDL reseptörü görülmüştür. Bu reseptör HDL3'ü HDL'ye oranla daha etkin bağlar. Aynca Apo A-I' i tanıyan ve kolesterol yüklenmesi ile uyarılan bir hepatik HDL reseptörünün varlığı da saptanmıştır. Makrofajlarda, şilomikronlar, hipertrigliseridemik kişilerin büyük VLDL partikülleri ve tip III hiperlipoproteinemililerin R- göçüşlü VLDL'leri için özgün bir R-VLDL reseptörü de tanımlanmıştır
Lipoprotein Enzimleri, Reseptörleri ve Transfer Proteinleri
Lipoprotein lipazlar
Lipoprotein lipaz (ekstrahepatik lipaz), başlıca iskelet kası ve yağ dokusundaki kapiller endotellerin luminal yüzeylerinde bulunan glikozaminoglikan zincirleri üzerinde yer alır. Apo C-II lipoprotein lipazı aktive ederken, protamin sülfat ve 1 mol sodyum klorid ise inhibe eder. Hepatik lipaz ise hepatik endotel hücrelerinin luminal yüzlerinde bulunur ve ekstrahepatik enzimi etkileyen aktivatör ve inhibitörlerden etkilenmez.Her iki enzim de trigliserid lipaz yapısındadır ve hepatik lipaz daha çok olmak üzere, her ikisi de fosfolipaz-A benzeri aktivite gösterir. Bu lipazlar, VLDL ve şilomikron gibi trigliseritten zengin lipoproteinlerin katabolizmalarmda rol oynar ancak trigliserid hidrolizi en çok yağ dokusu ile iskelet ve kalp kasma giden kapillerlerde meydana geldiği için, lipoprotein lipaz, hepatik lipaza göre daha aktiftir. Erkekler ile karşılaştırıldığında, kadınların yağ dokusundaki lipoprotein lipaz miktarı, kas dokusunda bulunana göre dalla yüksektir ve bu, onların daha yüksek HDL-kolesterol ile daha düşük VLDL konsantrasyonlarına sahip olmaları ile uyumludur.
Hepatik lipazın fonksiyonu tam olarak bilinmemekle birlikte, şilomikronlar ve VLDL'den ekstrahepatik etkisi ile oluşan kalıntı parçacıklarının katabolizmasında rol oynadığı sanılmaktadır. Olasılıkla karaciğerde meydana gelen kalıntı parçacık katabolizmasında bu parçacıkların fosfolipidleri ile trigliseridlerinin hidrolizi sonucu LDL oluşur. Hepatik lipaz için önerilen ikinci bir yol, HDL2'de bulunan trigliserid ve fosfolipidlerin hidrolizi ile HDL2'nin tekrar HDL.e dönüşümünü içerir
Bu iki tür lipoprotein lipaz, heparin sefaroz afinite kromatografisi ve imımmopresipitasyon yöntemleri kullanılarak birbirinden ayrılabilir
Lesitin Nedir: Kolestrol Acil Transferaz (LCAT)
LCAT karaciğerde sentezlenirse de etkisini plazmada gösterir ve lesitinin 2. pozisyonundan aldığı yağ asidini serbest kolesterole aktararak onu esterleştirir (16). Normalde, LCAT aktivitesi, plazmanın hem yüksek hem de çok yüksek yoğunluklu (d= 1.21-1.25) kesimlerinde görülebilir. Saflaştırılmış enzimin moleküler ağırlığı 60000 Dalton kadardır (16). Plazmadaki LCAT aktivitesi, serbest kolesterol ve lesitin içeren bir karışım veya lipoproteinlerin yardımı ile gösterilebilir. LCAT aktivitesinin Apo A-I, apo A-IV ve Apo C-I tarafından arttırıldığı, Apo D tarafından ise sabitlendiği gösterilmiştir. LCAT'm fizyolojik substratmm HDL3 olduğu sanılmaktadır. TIDLî'ün yüksek fosfolipid içeriği ona hücre membranındakilerle beraber tüm serbest kolesterol için etkili bir akseptör olma özelliği verirken, Apo A-I içeriği de esterleştirmede önemli bir rol üstlenir. Bu nedenle, olgun HDL2 parçacıkları, en çok, kolesterol esterlerini taşır ve onları katabolize edilmeleri için karaciğere götürür. LDL ve VLDL'nin serbest kolesterolü de LCAT için substrat olarak kullanılabilir. LCAT, trigliseritten zengin parçacıkların yüzeylerinde bulunan serbest kolesterol ve lesitini eşit miktarda alınca, bu parçacıkların çekirdek kısmında bulunan lipidler, trigliserid lipazların etkisine açık kalır ve böylece LCAT, trigliseritten zengin parçacıkların katabolizmasmda da yer almış olur.
Polipoprotein A (Apo A)
Apo A, HDL'nin başlıca proteinidir ve ApoA-I ve ApoA-II olarak iki alt sınıfı vardır.A-I geni, 11 .kromozomun uzun kolu üzerinde yer alırken; A-II, 1. kromozomun uzun kolu üzerinde yer alır. Bu iki apoproteinin de karboksi terminal aminoasidi glutamindir. ApoA-I'in moleküler ağırlığı 28300 D, ApoA-II'nin ise 17000 D'dur ve A-H'de disülfid bağı ile bağlanmış iki benzer polipeptid zinciri bulunur. HDL'de olduğu üzere, bu iki apolipoprotein yanyana bulunduğunda ApoA-II, ApoA-I'in lipid bağlama yeteneğini arttırır. ApoA-I'in diğer bir görevi de LCAT'yı aktive etmektir.
Apolipoprotein B (Apo B)
Apo B'nin heterojen bir yapısı vardır. Apo B, 11. kromozomun kısa kolu üzerinde konumlanmıştır. ApoB'nin iki formu sodyum dodesil sülfat-poliakrilamid jel elektroforezi (SDS-PAGE) uygulanarak ayrılabilir. Molekül ağırlığı 512000 D olan ApoBıoo- VLDL ve LDL'nin; molekül ağırlığı 241000 D olan Apo B48 ise sadece şilomikronlarm yapısında bulunur. Apo B lipidden arındırılmış formda suda çözünmediğinden, birincil yapısının belirlenmesi zordur. Ancak, gen klonlaması çalışmaları ile Apo B'nin her iki formunun da aminoasit dizilişleri belirlenmiş ve ApoB4s'in ApoBıoo'ün aminoterınal yarısını temsil ettiği ortaya çıkarılmıştır. Karaciğerde değil de ince bağırsaktaki transkripsiyon sırasında veya sonrasında haberci RNA'nm içerisine bir durdurucu kodonun yerleştirilmesi ile tek bir genden iki protein sentezi olayının gerçekleştiği sanılmaktadır. ApoBıoo, LDL reseptörü ile bağlanmada yer alırken, ApoB48 yer almaz.
Apolipoprotein C (Apo C)
Apo C'nin en az 3 ayrı apoproteini vardır ve hem VLDL'nin başlıca yapıtaşı olarak görev alır hem de HDL'nin yapısında az miktarda bulunur. Apo C-l, molekül ağırlığı 6631 D olan tek bir polipeptid zinciridir. Apo C-H'nin molekül ağırlığı 8837 D, Apo C-IH'ün ise 8764 D'dur ve karbohidrat bölümündeki siyalik asit kalıntılarının sayısına (0, 1, 2) göre 3 değişik yapısı vardır (I6).Apo C-I ve C-II geni , 19. kromozomun uzun kolu üzerinde, Apo C-IIl geni ise 11. kromozomun uzun kolu üzerinde yer alır. Apo C-II, lipoprotein lipazın aktivatörüdür.
Apolipoprotein E (Apo E)
Apo E plazmaya olgunlaşmamış LDL ile girer ve VLDL, IDL ve HDL'nin yapısında yer alır. Apo E, molekül ağırlığı 34000 D olan glikozillenmiş bir proteindir ve poliformik bir yapıya sahiptir. Dokular ve plazma arasında kolesterolün reseplör-aracılı transferini de içeren çeşitli fonksiyonları vardır. Apolipoprotein E, (protein için apoE, gen için APO E) Jipid partiküllerinin belli lipoprolein reseptörlerine bağlanmasına aracılık eder. Baskın olarak karaciğerde sentezlenmekle birlikte beyinde de senlezlendiği görülmüştür (39). Astrositlerde üretilirken nöronlarda sentezlenemez (7). Membran tamiri ve bakımında önemli fonksiyonları vardır. 19. kromozomun uzun kolunda yerleşmiş olan Apo E geni (19q.l3) 299 aminoasitlik bir protein kodlar ve 4 ekzon tarafından kodlanır(40). E2 (Cys]i2. Cysı?s). E3 (Cysn2. Argi5S), E4( Argn2, Argus) den oluşan izoformları ve bu izoformlarm birbirleriyle yapmış oldukları E2/E2, E2/E3. E2/E4. E3/E3. E3/E4. E4/E4 6 farklı alleli vardır
Apo E polimorfizmi ilk olarak Utermann ve ark. tarafından delipide VLDL'nin izoelektrik fokuslanmasıyla tanımlanmıştır. Daha sonra Zannis ve Breslovv, iki boyutlu elektroforez ve apoE'nin siyalize formlarını desiyalize etmek için nöraminidaz uygulamasını kullanarak. apoE'nin tek bir yerleşimden üç ortak aile] ile kalıtımsal geçtiğini göstermişlerdir. Buna göre. yaygın bulunan alleller e2. s3, e4 olarak isimlendirilmiştir. Tiplerinin sıklığı toplumdan topluma değişkenlik göstermekle birlikte. en sık rastlanan genotip E3/E3 ve E3/E4"tür. Daha nadiren rastlanan formlar ise apoEl ve E5"tir (16). Serum kolesterolün bireyler arasındaki fenolipik varyansınm yaklaşık %7'sinin büyük ölçüde LDL - kolesterol farklarından ileri gelen apoE polimorfizmine bağlı olabileceği hesaplanmaktadır. Bununla ilgili mekanizma. apoE'nin bir ligand olarak LDL reseptöründeki ve bir olasılıkla da. şilomikron kalıntı reseptöründeki rolünü ve İDL'nin LDL'ye dönüşmesindeki katkısını yansıtır. ApoE2 içeren kalıntı parçacıklarının temizlenmesi bunların ilgili reseptörlere bağlanması bozulduğu ve İDL'nin LDL'ye dönüşümü de aksadığı için anormal biçimde yavaşlamıştır. Sonuçta, karaciğerin daha az kolesterol alması ve LDL reseptörlerinin düzenlenmesi plazmada LDL konsantrasyonlarının düşmesine yol açar. Buna karşın. apoE4 içeren parçacıkların temizlenmesi normale göre daha hızlıdır ve bu, LDL reseptörlerinin yıkımı plazmada LDL'nin artışına yol açar.
