Apolipoprotein je protein vázající lipidy, který je schopen tvořit rozpustnou  polydisperzní rodinu.

Skládá se z jednotlivého polypeptidového řetězce nebo z několika neidentických polypeptidů. Většina apolipoproteinů je ve vodě rozpustných a spontánně se sdružuje s lipidovými povrchy jak in vitro tak in vivo. Jiné jsou ve vodě nerozpustné a představují markery osudu vylučovaných částic, které je obsahují. Podle staršího pohledu představují apolipoproteiny jednoduchý nosič potřebný pro transport lipidů a jejich solubilizaci v plazmatickém prostředí. Současnější výzkumy však ukazují, že mnohé z nich obsahují determinanty, jež regulují mnohé aktivity esenciální pro metabolismus lipidů. Některé stimulují enzymy, které plazmatické lipidy odbourávají, jiné obsahují ligandy, zprostředkovávající vazbu lipoproteinů na buněčné receptory, po níž následuje internalizace části nebo celého lipoproteinu a regulace intracelulární syntézy lipidů.

Lipoproteinové rodiny krevní plazmy jsou velice heterogenním polydisperzním systémem lipoproteinových částic. V každém lipoproteinu se vyskytuje jeden či více proteinů nebo polypeptidů. Tento proteinový podíl lipoproteinů, který je znám pod názvem apolipoprotein či apoprotein,  je různě veliký u různých typů částic:   v HDL tvoří téměř 60% hmotnosti a u chylomikronů je to méně než 1%.  Apolipoproteiny jsou rozpustné ve vodě,  ve vodném prostředí však mají tendenci  spontánně se shlukovat, stejně jako všechny ostatní ve vodě rozpustné, membránové proteiny.  Apolipoproteiny spojené s lipoproteinovými částicemi mají mnoho různých funkcí a ty, jež tvoří vnější vrstvu lipoproteinových částic jsou zodpovědné za další osud tj. metabolismus  či katabolismus dané částice. Některé apolipoproteiny představují strukturní resp. integrální součást lipoproteinů, kterou z nich nelze snadno odstranit, jiné jsou volné a mohou se přemísťovat z jednoho lipoproteinu do druhého.  Zároveň apolipoproteiny představují rozpoznávací místa pro buněčné receptory nebo jsou kofaktory enzymů zapojených do lipoproteinového metabolismu.

Nomenklatura

Nomenklatura podle Apaulovice (tzv. abecední) označuje jednotlivé apolipoproteiny velkými písmeny (apo-A, apo-B, apo-C atd.); jejich polypeptidové řetězce římskými číslicemi (A-I, A-II) a jejich isoformy číslicemi arabskými (A-I-1, A-I-2, apo-E-1, apo-E-2 atd.) Toto pojetí lipoproteinových rodin vychází z předpokladu, že apoproteiny určují strukturní integritu a specifickou funkci lipoproteinů. V krevní plazmě se mohou lipoproteinové rodiny vyskytnout jako oddělené jednotky (volné neboli primární lipoproteiny) nebo ve formě sdružených komplexů (sekundární lipoproteiny). Tyto komplexy se vyskytují ve třídách lipoproteinů s nízkou hustotou (LDL₁, VLDL, a chylomikronů). Komplex LP-B:C tvoří 30% a komplex LP-B:C:E 46% proteinů VLDL. LP-B je hlavním lipoproteinem LDL (80%) a  LP-A tvoří podstatnou část HDL (65%). V průběhu metabolismu se tvoří sdružené komplexy přibíráním volných lipoproteinů a obráceně. Největší množství připadá na apolipoproteiny A,B,C (95%).

Lipoproteinové rodiny

Hlavní funkce apolipoproteinů

·         regulace metabolismu plazmatických lipidů (kofaktory enzymů: např. apo-C-II je kofaktorem lipoproteinové lipázy,LPL, apo-A-I je kofaktorem lecithincholesterolacyltransferázy, LCAT);

·         stabilizace lipidové emulze resp. transportní proteiny lipidů;

·         jsou ligandy pro interakci s lipoproteinovými receptory ve tkáních: např. apo-B-100 a po-E jsou ligandy pro LDL receptory, apo-E pro  zbytkový receptor (receptor pro zbytky chylomikronů) a apo-A-I pro HDL receptor;  apo-B-48  je nutný pro absopci lipidů ze střeva, a to nejen triacylglycerolů a sterolů, ale též pro vitaminy rozpustné v tucích (dědičný deficit apo-B tzv. abetalipoproteinémie vede také ke karenci těchto vitaminů a  k obrazu tzv. retinitis pigmentosa s příznaky svalové slabosti a neuropatie).

Apo-B-100 je pravděpodobně nejdelším známým jednoduchým polypeptidovým řetězcem, skládá se ze 4536 aminokyselin. Jedná se o vlastní apo-B-100 a jeho podtyp, apo-B-48. Apo-B-100 se tvoří hlavně v játrech a je důležitý pro sekreci a transport VLDL. Jeho další důležitou vlastností  je schopnost vázat se na specifické membránové receptory (tzv. apo-B receptory resp. LDL receptory dle Browna a Goldsteina) některých buněk (fibroblasty, buňky endotelu, jaterní buňky, hladké svalové buňky, lymfocyty, buňky endokrinních žláz produkujících steroidy). Dědičný defekt apo-B receptorů vede k poruše metabolismu cholesterolu resp. familiární hypercholesterolémii. Apo-B-100 je tudíž potřebný nejen pro biosyntézu, ale též katabolismus VLDL a LDL.

Apo-B-48 obsahuje pouze 48% polypeptidového řetězce jaterního apo-B-100, odtud jeho název apo-B-48,   a je tvořen výhradně buňkami sliznice tenkého střeva, tvoří součást chylomikronů a je nutný pro jejich sekreci z enterocytů a vstup do lymfatického oběhu. Apo-B-48 vzniká ze stejné mRNA jako apo-B-100 tak, že ve střevě zřejmě existuje stop kodon, který není přítomen v DNA genomu a je zaveden mRNA-editujícím mechanismem (substituční editace), jenž zastaví translaci u aminokyselinového zbytku 2153 a tím vznikne apo-B-48.

Vlivem své nerozpustnosti v delipidovaném stavu jsou apo-B co do charakterizace nejhůře vystižitelné apolipoproteiny. Nicméně představují celou polovinu proteinů ve všech typech lipoproteinů  vyjma HDL. Jak již bylo uvedeno, dvěma nejobvyklejšími  formami apo-B jsou  tzv. velká neboli B-100, která je součástí lipoproteinových částic tvořených v játrech a  tzv. malá forma čili B-48, syntetizovaná ve stěně střeva a vyskytující se v lymfě bohaté na chylomikrony tekoucí do thorakálního duktu. U normálního jedince je v plazmě nalačno jen velmi nízká (téměř nulová) koncentrace apo-B-48,  zatímco  u pacientů s defektem clearance chylomikronových zbytků (např. při chronické renální insuficienci) je hladina apo-B-48 zvýšena. Syntéza apo-B se děje v membráně endoplazmatického retikula s následným uvolněním do jeho cisteren. Syntéza apo-B a jeho inkorporace do chylomiker a VLDL je esenciální pro formaci a uvolnění těchto lipoproteinů do plazmy. Jaterní syntéza  částic apo-B, které poté opouštějí játra jako VLDL, činí cca 10 mg/kg/den. Jako součást VLDL molekuly je klíčová část apo-B maskována a apolipoprotein zde hraje pasivní roli. Současně s delipidací VLDL a postupnou konverzí na LDL molekuly relativně chudé na triacylglyceroly začíná hlavní role apo-B, která spočívá v uvolňování lipidů do extrahepatálních tkání. Děje se tak odmaskováním specifických stran  apo-B, jež zajišťují roli poznávacích míst na površích lipoproteinů a dovolují  rozpoznání a vazbu LDL na specifické, vysoce afinitní receptory na površích buněčných membrán. S výjimkou nervového systému a erytrocytů mají všechny tkáně podobné receptory pro apo-B v částicích LDL. Katabolismus apo-B je zprostředkován převážně receptorově a je jimi zároveň i limitován. Začíná v buňce a poté je apo-B  pomocí lysosomálních enzymů degradován na své  stavební aminokyseliny. Biologický poločas apo-B činí cca 3-5 dní.

Charakteristika a funkce apoliproteinů

Literatura

·         M. Gotto: Manual of Lipid Disorders, Williams & Wilkins 1999;

·         Kol.autorů: Lékařská chemie a biochemie, Avicenum Osveta1990;

·         D. Voet, J. Voetová: Biochemie, Victoria Publishing1990;

·         R. K. Murray, D.K. Granner, P. A.Mayes, V. W.Rodwell: Harperova Biochemie, H&H Nakladatelství a vydavatelství 1998;

·          J. Masopust: Klinická biochemie, požadování a hodnocení biochemických vyšetření, Karolinum

       Praha 1998;

·     B. Friedecký:  Klinická biochemie a metabolismu č.1 1998