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Apolipoproteine Als Apo von griechisch άπό Ab Weg bezeichnet man den Proteinanteil der Lipoproteine u a Chylomikronen VL

Apolipoproteine

Als Apolipoproteine (Apo- von griechisch άπό: Ab-, Weg-) bezeichnet man den Proteinanteil der Lipoproteine (u. a. Chylomikronen, VLDL, LDL, IDL, HDL), der die wasserunlöslichen Lipide im Blut transportiert. Die Apolipoproteine bilden zusammen mit Phospholipiden die wasserlösliche (hydrophile) Oberfläche der Lipoproteine, wo sie als strukturelles Gerüst und/oder Erkennungs- und Andockmolekül z. B. für Membranrezeptoren fungieren.

Aufbau, Struktur, Funktion Bearbeiten

Da die Apolipoproteine mit Ausnahme der ApoBs zwischen einzelnen Lipoproteinpartikeln hin- und herwechseln können, ändert sich die Kombination der unterschiedlichen Apolipoproteine auf einem Lipoprotein mit fortschreitender Verstoffwechselung im Blutkreislauf. Die Apolipoprotein-Zusammensetzung zeigt die aktuelle Lipidzusammensetzung des Lipoproteins an und dirigiert es in die jeweils nächste Phase seines Stoffwechselweges, bis es schließlich in eine Körperzelle, in den meisten Fällen eine Leberzelle, aufgenommen wird.

Produziert werden Apolipoproteine in den Geweben, die Lipoproteine synthetisieren, d. h. insbesondere in der Leber und im Dünndarm. Die Namen der Apolipoproteine sind historisch bedingt (ApoAs wurden zuerst in HDL, ApoBs in LDL und ihren Vorläufern und ApoCs in VLDL gefunden) und setzen sich in der Regel aus einem Großbuchstaben und ggf. einer nachgestellten Zahl zusammen. Die nachfolgende Tabelle enthält Angaben zu einigen wichtigen der bekannten Apolipoproteine.

Apolipoprotein Molekülmasse (kDa) Vorkommen Haupt-Syntheseort Funktion
ApoA-I 29 HDL, Chylomikronen Leber, Darm Aktivator der LCAT
ApoA-II 17,4 Chylomikronen, HDL Darm Strukturelement, Aktivator der hepatischen Lipase
ApoA-IV 39 Chylomikronen, HDL Leber Aktivator der LCAT
Apo(a) 300 bis 800
(genetisch bedingt) 		Lp(a) Leber unbekannt, Risikofaktor für KHK
ApoB-48 (nicht austauschbar) 260 Chylomikronen, Remnants Darm Chylomikronen(-Remnant)-Struktur
ApoB-100 (nicht austauschbar) 550 VLDL, IDL, LDL Leber Ligand für die zelluläre Aufnahme (ApoB-100 Rezeptor) (Endozytose über LDL-Rezeptor)
ApoC-I 7 HDL, Chylomikronen, VLDL Leber Aktivator der LCAT
ApoC-II 9 Chylomikronen, -Remnants, VLDL, HDL Leber Aktivator der Lipoproteinlipase
ApoC-III 9 Chylomikronen, -Remnants, VLDL, HDL Leber Inhibitor der Lipoproteinlipase
ApoD 33 HDL Leber Aktivator der LCAT, Strukturelement
ApoE 35 Chylomikronen, -Remnants, VLDL, IDL, HDL Leber, Makrophagen Ligand für die zelluläre Aufnahme (Endozytose über ApoE-Rezeptor)

Strukturell ähneln sich die ApoA- und ApoC-Proteine sowie ApoE, da sie viele, sich wiederholende, amphipathische α-Helices enthalten, die auf genetischer Ebene aus Tandem-Wiederholungen von 11 Codons bestehen und daher sehr wahrscheinlich aus einem Ursprungsgen evolviert sind. Interessanterweise liegen diese Gene auf zwei Gencluster verteilt im menschlichen Genom dicht beieinander: ApoC-I/-II/-IV/ApoE auf Chromosom 19q3.2-q3.3 und ApoA-I/-IV/-V/ApoC-III auf Chromosom 11q23-q24. Im Gegensatz dazu werden die beiden ApoB-Proteine von einem einzigen Gen transkribiert (ApoB-48 entsteht durch RNA-Editing – beim Menschen ausschließlich im Dünndarmepithel) und bestehen überwiegend aus ausgedehnten amphipathischen β-Faltblatt-Strukturen, die vermutlich für die starke Assoziation mit dem Lipidkern verantwortlich sind.

Eine Reihe von Erkrankungen des Fettstoffwechsels können auf Defekte der Produktion von Apolipoproteinen oder deren Andockstellen an der Zellwand (z. B. des LDL-Rezeptors) zurückgeführt werden. Die Messung der Blutspiegel der verschiedenen Apolipoproteine ist Teil der Diagnose dieser Erkrankungen, deren klinische Relevanz insbesondere deshalb hoch ist, weil ein gestörter Fettstoffwechsel in der Regel Einfluss auf das Arteriosklerose-Risiko und damit auf die Lebenserwartung des Patienten hat.

ApoA-I(M), eine genetische Variante des ApoA-I, der so genannte Typ Milano, wird derzeit daraufhin untersucht, ob er sich als Therapeutikum für die Atherosklerose eignet, da die Träger dieses Merkmals, die der Mailänder Fettforscher Cesare Sirtori im Ort Limone sul Garda am Gardasee fand, durch langes Leben und gering ausgeprägte Atherosklerose gekennzeichnet sind. Entgegen der üblichen Tatsache, dass ein hohes HDL ein Schutzfaktor vor der Arteriosklerose ist, haben die Träger des ApoA-I(M) niedrige HDL-Werte. ApoA-I(M) ist durch einen Aminosäureaustausch in der Lage zu dimerisieren, hat dadurch eine längere Plasmahalbwertzeit, kann effizienter Cholesterin mobilisieren und führt vermutlich auf diese Weise zu einer Reduktion atherosklerotischer Plaques.

Literatur Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Commons: Apolipoprotein – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
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Als Apolipoproteine Apo von griechisch apo Ab Weg bezeichnet man den Proteinanteil der Lipoproteine u a Chylomikronen VLDL LDL IDL HDL der die wasserunloslichen Lipide im Blut transportiert Die Apolipoproteine bilden zusammen mit Phospholipiden die wasserlosliche hydrophile Oberflache der Lipoproteine wo sie als strukturelles Gerust und oder Erkennungs und Andockmolekul z B fur Membranrezeptoren fungieren Aufbau Struktur Funktion BearbeitenDa die Apolipoproteine mit Ausnahme der ApoBs zwischen einzelnen Lipoproteinpartikeln hin und herwechseln konnen andert sich die Kombination der unterschiedlichen Apolipoproteine auf einem Lipoprotein mit fortschreitender Verstoffwechselung im Blutkreislauf Die Apolipoprotein Zusammensetzung zeigt die aktuelle Lipidzusammensetzung des Lipoproteins an und dirigiert es in die jeweils nachste Phase seines Stoffwechselweges bis es schliesslich in eine Korperzelle in den meisten Fallen eine Leberzelle aufgenommen wird Produziert werden Apolipoproteine in den Geweben die Lipoproteine synthetisieren d h insbesondere in der Leber und im Dunndarm Die Namen der Apolipoproteine sind historisch bedingt ApoAs wurden zuerst in HDL ApoBs in LDL und ihren Vorlaufern und ApoCs in VLDL gefunden und setzen sich in der Regel aus einem Grossbuchstaben und ggf einer nachgestellten Zahl zusammen Die nachfolgende Tabelle enthalt Angaben zu einigen wichtigen der bekannten Apolipoproteine Apolipoprotein Molekulmasse kDa Vorkommen Haupt Syntheseort FunktionApoA I 29 HDL Chylomikronen Leber Darm Aktivator der LCATApoA II 17 4 Chylomikronen HDL Darm Strukturelement Aktivator der hepatischen LipaseApoA IV 39 Chylomikronen HDL Leber Aktivator der LCATApo a 300 bis 800 genetisch bedingt Lp a Leber unbekannt Risikofaktor fur KHKApoB 48 nicht austauschbar 260 Chylomikronen Remnants Darm Chylomikronen Remnant StrukturApoB 100 nicht austauschbar 550 VLDL IDL LDL Leber Ligand fur die zellulare Aufnahme ApoB 100 Rezeptor Endozytose uber LDL Rezeptor ApoC I 7 HDL Chylomikronen VLDL Leber Aktivator der LCATApoC II 9 Chylomikronen Remnants VLDL HDL Leber Aktivator der LipoproteinlipaseApoC III 9 Chylomikronen Remnants VLDL HDL Leber Inhibitor der LipoproteinlipaseApoD 33 HDL Leber Aktivator der LCAT StrukturelementApoE 35 Chylomikronen Remnants VLDL IDL HDL Leber Makrophagen Ligand fur die zellulare Aufnahme Endozytose uber ApoE Rezeptor Strukturell ahneln sich die ApoA und ApoC Proteine sowie ApoE da sie viele sich wiederholende amphipathische a Helices enthalten die auf genetischer Ebene aus Tandem Wiederholungen von 11 Codons bestehen und daher sehr wahrscheinlich aus einem Ursprungsgen evolviert sind Interessanterweise liegen diese Gene auf zwei Gencluster verteilt im menschlichen Genom dicht beieinander ApoC I II IV ApoE auf Chromosom 19q3 2 q3 3 und ApoA I IV V ApoC III auf Chromosom 11q23 q24 Im Gegensatz dazu werden die beiden ApoB Proteine von einem einzigen Gen transkribiert ApoB 48 entsteht durch RNA Editing beim Menschen ausschliesslich im Dunndarmepithel und bestehen uberwiegend aus ausgedehnten amphipathischen b Faltblatt Strukturen die vermutlich fur die starke Assoziation mit dem Lipidkern verantwortlich sind Eine Reihe von Erkrankungen des Fettstoffwechsels konnen auf Defekte der Produktion von Apolipoproteinen oder deren Andockstellen an der Zellwand z B des LDL Rezeptors zuruckgefuhrt werden Die Messung der Blutspiegel der verschiedenen Apolipoproteine ist Teil der Diagnose dieser Erkrankungen deren klinische Relevanz insbesondere deshalb hoch ist weil ein gestorter Fettstoffwechsel in der Regel Einfluss auf das Arteriosklerose Risiko und damit auf die Lebenserwartung des Patienten hat ApoA I M eine genetische Variante des ApoA I der so genannte Typ Milano wird derzeit daraufhin untersucht ob er sich als Therapeutikum fur die Atherosklerose eignet da die Trager dieses Merkmals die der Mailander Fettforscher Cesare Sirtori im Ort Limone sul Garda am Gardasee fand durch langes Leben und gering ausgepragte Atherosklerose gekennzeichnet sind Entgegen der ublichen Tatsache dass ein hohes HDL ein Schutzfaktor vor der Arteriosklerose ist haben die Trager des ApoA I M niedrige HDL Werte ApoA I M ist durch einen Aminosaureaustausch in der Lage zu dimerisieren hat dadurch eine langere Plasmahalbwertzeit kann effizienter Cholesterin mobilisieren und fuhrt vermutlich auf diese Weise zu einer Reduktion atherosklerotischer Plaques Literatur BearbeitenSegrest et al Structure of apolipoprotein B 100 in low density lipoproteins J Lipid Res 2001 42 1346 67 C Wilson M R Wardell u a Three dimensional structure of the LDL receptor binding domain of human apolipoprotein E In Science Band 252 Nummer 5014 Juni 1991 S 1817 1822 PMID 2063194 Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Apolipoprotein Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Schematische Darstellung von Apolipoprotein A I Schematische Darstellung von Apolipoprotein E Memento vom 29 August 2007 im Internet Archive Ubersicht Apolipoproteine 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