临床生物化学/LDL受体

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临床生物化学

血浆蛋白及其代谢紊乱
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最先从牛肾上腺分离出LDL受体，以后又分离了编码牛LDL受体羟基末端1/3氨基酸的cDNA，并初步阐明了牛LDL受体的cDNA，并且推导出人LDL受体的氨基酸序列。

（一）LDL受体结构

LDL受体是一种多功能蛋白，由836个氨基酸残基组成36面体结构蛋白，分子量约115ku，由五种不同的区域构成，各区域有其独特的功能，见图4-6。

LDL受体与VLDL受体结构示意图

图4-6 LDL受体与VLDL受体结构示意图

1.配体结合结构域配体结合结构域由292个氨基酸残基组成，其中共有47个半胱氨酸（Cys）。含有七个由40个残基组成的与补体C_b和Cq类似的重复序列，每个重复系列中有6个半胱氨酸残基，所有42个半胱氨酸残基均已构成二硫键，重复序列2，3，6，7是结合LDL所必需，其中任何一种发生突变，均使受体丧失结合LDL的能力。重复序列5则与结合β-VLDL有关，若该序列突变时，受体结合β-VLDL的能力丧失60％。该受体不仅能结合LDL，还能结合VLDL、β-VLDL和VLDL残粒，它不仅能识别ApoB₁₀₀，也可识别含ApoE的脂蛋白。ApoE、B₁₀₀为LDL受体的配体，因此，LDL受体又称为ApoB₁₀₀E受体。

2.EGF前体结构域该域约由400个氨基酸残基组成的肽段，有五个重复序列，每个重复序列包括25个氨基酸残基。EGF前体结构域与小鼠上皮细胞生长因子（epidermalgrowthfactor，EGF）前体有同源性，这一区域因此而得名。体外实验证实，这个区域的肽段，属于细胞膜外结构蛋白，起着支撑作用。

3.糖基结构域由58个氨基酸残基组成，是紧靠细胞膜面的肽段，有18个丝氨酸或苏氨酸，构成O-连接糖链，对LDL受体也有支撑作用。

4.跨膜结构由22个氨基酸残基组成，富含疏水氨基酸残基，属于跨膜蛋白，起着固系于细胞膜中的“抛锚”作用。这个区域若有缺陷则影响受体的细胞外分泌。

5.胞液结构域位于细胞膜的胞质侧，由50个氨基酸残基组成，C-末端位于胞质并“深埋”于胞质之中。

（二）LDL受体基因结构及功能

1.受体亲和性含ApoB₁₀₀的脂蛋白可以与LDL受体以高亲和力结合，肠道分泌的ApoB₄₈不是LDL受体的配体，所以肝脏不能清除完整的CM。

2.基因结构人LDL受体基因长度45ku，由18个外显子和17个内含子组成。

3.LDL受体途径LDL受体广泛分布于肝、动脉壁平滑肌细胞、肾上腺皮质细胞、血管内皮细胞、淋巴细胞、单核细胞和巨噬细胞，各组织或细胞分布的LDL受体活性差别很大。

LDL或其他含ApoB₁₀₀、E的脂蛋白如VLDL、β-VLDL均可与LDL受体结合，内吞入细胞使其获得脂类，主要是胆固醇，这种代谢过程称为LDL受体途径（LDLreceptorpathway）。该途径依赖于LDL受体介导的细胞膜吞饮作用完成，如图4-7所示。当血浆中LDL与细胞膜上有被区域（coatedregion）的LDL受体结合（第1步），使其出现有被小窝（coatedpit）（第2步），并从膜上分离形成有被小泡（coatedvesicles）（第3步），其上的网格蛋白（clathrin）解聚脱落，再结合到膜上（第4步），其内的pH值降低，使受体与LDL解离（第5步），LDL受体重新回到膜上进行下一次循环（第6、7步）。有被小泡与溶酶体融合后，LDL经溶酶作用，胆固醇酯水解成游离胆固醇和脂肪酸，甘油三酯水解成脂肪酸，载脂蛋白B₁₀₀水解成氨基酸。LDL被溶酶体水解形成的游离胆固醇再进入胞质的代谢库，供细胞膜等膜结构利用。胞内游离胆固醇在调节细胞胆固醇代谢上具有重要作用；若胞内浓度升高，可能出现下述种情况：①抑制HMGCoA还原酶，以减少自身的胆固醇合成；②抑制LDL受体基因的表达，减少LDL受体的合成，从而减少LDL的摄取，这种LDL受体减少的调节过程称为下调（downregulation）；③激活内质网脂酰基CoA胆固醇酰转移酶（Acyl-CoAcholesterolacyltransferase，ACAT），使游离胆固醇在胞质内酯化成胆固醇酯贮存，以供细胞的需要。经上述三方面的变化，用以控制细胞内胆固醇含量处于正常动态平衡状态。血浆中胆固醇主要存在于LDL中，而65％-70％的LDL是依赖肝细胞的LDL受体清除。肝的LDL受体还影响LDL的合成速率及VLDL代谢。曾经认为人VLDL几乎全部在血循环中转变为LDL，LDL再被肝外组织摄取。现在经大鼠和兔实验研究表明，仅有15％以下转变为LDL，人则是小于50％的VLDL转变为LDL，大部分VLDL是以VLDL或VLDL残粒的形成被肝摄取。VLDL残粒与肝受体的亲和力比VLDL大很多。所以VLDL残粒被肝清除的速率比VLDL快。VLDL残粒大部分被肝清除，一小部分在肝脂酶作用下水解除去甘油三酯而转变成LDL。LDL受体还在乳糜微粒代谢中起一定作用。乳糜微粒中的ApoB₄₈不能识别ApoB₁₀₀E受体，所以肝不能清除完整的乳糜微粒。CM中虽有少量ApoE，因含有丰富的ApoC，可掩盖ApoE，而阻碍其与肝的ApoB、E受体结合，血液中乳糜微粒被脂蛋白脂肪酶水解去除其大部分甘油三酯核心后，同时丧失部分ApoC、A，生成乳糜微粒残粒后除去了阻碍ApoE与受体结合的因素，其残粒可迅速被肝清除，约有一半是通过LDL受体，另一半通过LDL受体相关蛋白代谢，其半寿期短。