Поступление ХС а клетку в составе ЛПНП

Механизм транспорта ХС в составе ЛПНП посредством рецептор-опосредуемого эндоцитоза известен благодаря блестящим работам М. Вгown и J. Goldstein, за которые они в 1985 г. получили Нобелевскую премию. В 1973-1975 гг. М. Вгown и J. Goldstein показали, что фибробласты кожи, гладкомышечные клетки (ГМК) артерий и лимфоциты человека имеют на своей мембра­не специфические рецепторы белковой природы, способные связывать ЛПНП. Процесс взаимодействия ЛПНП-частицы с рецептором характеризуется высо­кой чувствительностью и специфичностью. Один рецептор связывает одну час­тицу ЛПНП, а общее число рецепторов на одной клетке колеблется от 15 до 70 тысяч. Взаимодействие ЛПНП с рецептором происходит в области специаль­ных образований мембраны, получивших название окаймленных ямок. В этих ямках в присутствии ЛПНП происходит концентрирование рецепторов с уча­стием мембранного белка клатрина.

После связывания ЛПНП с рецепторами окаймленные ямки впячиваются внутрь клетки и отрываются от мембраны, образуя эндоцитозные везикулы. В результате слияния везикул с внутриклеточными гладкими везикулами образу­ются эндосомы, в которых лиганд-рецепторный комплекс диссоциирует. В дальнейшем эндосомы, поглотившие ЛПНП-частицы, сливаются с лизосомами, где и происходит деградация ЛПНП.

Освободившиеся рецепторы возвращаются и вновь встраиваются в плазма­тическую мембрану. Время рециклизации рецептора - около 20 минут, период

жизни - 1-2 суток. За это время рецептор совершает до 150 циклов, не подвер­гаясь деградации.

Рис. 2. Структура частицы ЛПНП. Центральное ядро частицы содержит примерно 1500 молекул ЭХС

И 300 молекул триглицеридов (ТГ) (на рисунке не показаны).

Наружная оболочка содержит около 800 молекул фосфолипидов (ФЛ),

Молекул свободного ХС и одну большую молекулу апопротенна В-100

(лиганда для апо-В,Е-рецептора). (По М. Вгown и J. Goldstein 1984).

Структура ЛПНП-рецептора

К настоящему времени структура ЛПНП-рецептора (апо- В, Е-рецептора) достаточно хорошо изучена. Лиганды данного типа рецепторов - апопротеины В и Е ЛПНП. (см. рис. 2). Рецептор представляет собой одноцепочечный гликопротеид с ММ 164 кДа; изоэлектрическая точка изолированного рецептора рав­на 4,6, что свидетельствует о большой концентрации отрицательных зарядов в его молекуле. Белковая часть рецептора синтезируется первоначально в эндоплазматической сети как предшественник, который затем превращается в зре­лую форму в аппарате Гольджи, присоединяя сиаловую кислоту и галактозу. В целом рецептор состоит из 839 аминокислот (ак), не считая сигнального гидрофобного участка из 21 ак на аминотерминальном конце, который отщепляется от основной цепи при встраивании рецептора в мембрану и не присутствует в его зрелой форме.

В рецепторе различают 5 структурных доменов (рис. 3), имеющих различ­ный аминокислотный состав и выполняющих различные функции.

Рис. 3. Структура апо-В, Е-рецептора (По М. Вгown и J. Goldstein, 1984).

Наружный участок или первый домен(292 ак со стороны аминотерминапьного конца) выполняет функцию святи с лиганлом.Особенность этого домена в его насыщенности цистеином. В пределах этого участка различают 7 гомологичных повторов, каждый из которых содержит по 6 цистеиновых остатков, соединенных между собой дисульфиднымн связями.

На С-конце каждого повтора содержится высококонсервативная аминокислотная последователь­ность, обогащенная отрицательно заряженными аминокислотами. Наибольшей консервативностью отличается триплет Ser-Аsр-Glu, Эта последовательность, по мнению ряда авторов, имеет ведущее значение для связывания лиганда (апо-В, Е), несущего на поверхности положительный заряд за счет большого числа аргининовых и лизиновых остатков.

Второй домен (400 ак) содержит три цистеинбогатых повтора. По струк­туре он близок эпидермальному фактору роста (ЭФР). Этот домен необходим для придания правильной пространственной ориентации лнганд-связывающему участку рецептора.

Третий ломеи (58 ак). На этом участке происходит гликозилирование рецептора после его транспорта к наружной мембране.

Четвертый домен (22 ак) осуществляет фиксацию рецептора к мембра­не.

Последний, пятый домен (50 ак) приходится на С-концевую часть и лока­лизован на цитоплазматнческой поверхности мембраны. Этот домен обеспечи­вает направленый внутриклеточный транспорт рецептора, связавшего ЛП-частицу. Он содержит высококонсерватнвную последовательность Аsn-Рго-Туr, которая служит сигналом для кластеризации молекул рецептора в области окаймленных ямок и их последующего эндоцитоза.

Функции ЛПНП-рецептора:

• узнавание и высокоаффинное связывание ЛПНП;

• упаковка лиганд-рецепторных комплексов в везикулы;

• направленный транспорт везикул к лизосомам (т.е. функция вектора);

• обратный транспорт и встраивание в мембрану.

Взаимодействие ЛПНП с апо-В, Е-рецептором

Рецепторный захват и последующий лизосомальный гидролиз ЛПНП при­водит к распаду всех его составляющих. ЭХС ЛПНП (холестерил-линолеат) под действием лизосомальных гидролаз расщепляется до свободного ХС и жирных кислот. В отличие от других компонентов ЛНПН (белка, ФЛ или ТГ), выполняющих пластическую и энергетическую функции, свободный ХС ока­зывает на клетку многостороннее регуляторное влияние (см. рис. 4), в частно­сти:

1. угнетается активность ГМГ-КоА-редуктазы (т.е. тормозится синтез
собственного ХС):

2. повышается активность ацил-КоА-холестерин-ацилтрансферазы
(АХАТ) - фермента, осуществляющего внутриклеточную эстерифнкацию ХС с
образованием холестерил-олеата (для депонирования ХС в клетке);

14

3. подавляется синтез новых молекул ЛПНП-рецептора, и, таким обра­том, снижается рецепторный захват других частиц ЛНПН и дальнейшее посту­пление ХС в клетку.

Предполагается, что свободный ХС или его оксипроизводные действуют непосредственно на участки ДНК, ответственные за синтез соответствующих ферментов.

Таким образом, все эти процессы, развивающиеся в результате рецепторного захвата ЛПНП, осуществляют весьма тонкую и точную регуляцию посто­янства содержания ХС в клетке. Благодаря механизму отрицательной обрат­ной связи они обеспечивают поддержание баланса между внутриклеточным синтезом ХС и поступлением ХС извне. Так, избыточное поступление ХС в со­ставе ЛПНП тормозит синтез собственного стерина, а в случае уменьшения доставки ХС внутриклеточный синтез ХС значительно активизируется.

Захват ЛПНП при участии ЛПНП-рецептора типичен для клеток паренхи­матозного и соединительнотканного типа. По подсчетам М. Вгown и J. Goldstein путем рецептор-опосредуемого захвата у здорового человека эа сутки из плаз­мы крови удаляется около 1 г ХС ЛПНП.

Необходимо подчеркнуть, что рецептор-опосредуемый эндоцитоз ЛПНП обеспечивает не только внутриклеточный баланс ХС, но и поддержание нор­мального уровня ХС и ЛПНП в крови, препятствуя тем самым развитию атеро­склероза.

Рис. 4. Схема охвата и деградации ЛПНП в фибробластах с участием ЛПНП-реценторов(По М. Вгown и J. Goldstein. 1984).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: