Návrat na detail prednášky / Stiahnuť prednášku / Univerzita Komenského / Prírodovedecká fakulta / Biochemická variabilita

7 (polymorfizmus_genu_pre_apolipoprotein_e.doc)

Polymorfizmus génu pre apolipoproteín E

    Apolipoproteín E (apo E) je kľúčovým regulátorom hladín lipidov v plazme. Ovplyvňuje hladinu všetkých lipoproteínov (LP), či už priamo (je dôležitou štrukturálnou zložkou niekoľkých tried plazmatických LP) alebo nepriamo, modulovaním ich odstraňovania cez receptory (plní funkciu ligandu pre väzbu LP na bunkové receptory), lipolýzou alebo produkciou pečeňových LP veľmi nízkej denzity (Mahley a Huang 1999). Apo E je syntetizované a vylučované viacerými tkanivami, primárne ale hepatocytmi. Jeho normálna plazmatická hladina sa pohybuje v rozmedzí 30-70 ug/ml (Rall a Mahley 1992). Gén pre  apo E je lokalizovaný na 19. chromozóme ako časť apolipoproteínového klastra, pričom v plazme sa vyskytuje v troch hlavných izoformách apo E2, apo E3 a apo E4. Gén tvoria 4 exóny a 3 intróny, jeho celková dĺžka s regulačnými oblasťami je približne 5500 bp, dĺžka vlastného génu a jemu zodpovedajúcej mRNA je 3 597 a 1 163 nukleotidov. Produkt translácie je 317 aminokyselín. Zo známej primárnej štruktúry Weisgraber et al. (1982) odhadli sekundárnu proteínovú štruktúru, ktorú tvorí alfa helix (62%), beta štruktúra skladaného listu (9%), beta ohyby (11%) a náhodné zvinutia (18%).

    Genetický polymorfizmus prvýkrát popísal Utermann et al. (1975, 1977). Apo E gén je kódovaný troma najvýznamnejšími alelami označovanými APOE*2, APOE*3 a APOE*4. Spomínané tri alely môžu kombináciami tvoriť až šesť fenotypových prejavov. Jednotlivé alely sa geneticky líšia substitúciami báz v pozíciách 158 a 112 dôsledkom čoho sú odlišné vlastnosti ich produktov. Bodová substitúcia spôsobuje zámenu cysteínu za arginín. Alela APOE*3 obsahuje v pozícii 112-cysteín a v pozícii 158-arginín, alela APOE*2 obsahuje v oboch pozíciách cysteín a alela APOE*4 obsahuje v oboch pozíciách arginín. V kaukazkej populácii sa vyskytujú v približných frekvenciách  0.15 pre apo E4, 0.77 pre apo E3 a 0,08 pre apo E2 (Ordovas a Schaefer 1999). Jednotlivé genotypy apoE sa dajú určiť pomocou metódy RFLP za použitia restrikčných miest restrikčnej endonukleázy Hha I, ktoré sú zároveň polymorfnými miestami. Pre jednotlivé genotypy je charakteristická dĺžka restrikčných fragmentov, ktoré sa líšia veľkosťou a oddeľujú sa elektroforézou na polyakrylamidovom géle.

    Výsledné proteínové produkty troch hlavných alel majú významný dopad na normálnu variabilitu plazmatických lipidov a lipoproteínové parametre. Každá izoforma apo E má svoju fyzikálnu a fyziologickú charakteristiku a je asociovaná s inými ochoreniami. Populačné štúdie ukázali, že nositelia APOE*2 majú v porovnaní s nositeľmi APOE*3 alely nižšie hodnoty celkového cholesterolu, LDL-cholesterolu, apo B, o niečo vyššie hladiny triglyceridov a vyššiu hladinu apo E v plazme. Nositelia alely APOE*4 majú opačné charakteristiky, preto sú z hľadiska účasti na vývine aterosklerózy rizikovejší (Weisgraber et al. 1982, Mahley a Innerarity 1983, Rall a Mahley 1992, Ordovas a Schaefer 1999). Odhaduje sa, že alely apo E môžu byť zodpovedné za 7-9% variability celkového a LDL cholesterolu vo všeobecnej populácii (Rall a Mahley 1992, Ordovas a Schaefer 1999).  Apo E2 izoforma je spojená s hyperlipoproteinémiou III typu, ktorá je charakteristická zvýšenou hladinou triglyceridov a predisponuje postihnutých k rozvoju predčasnej aterosklerózy (Rall a Mahley 1992). V skutočnosti je však väčšina nositeľov E2/2 genotypu hypocholesterolemických, s nižšou hladinou LDL cholesterolu. Vzhľadom na to sa predpokladá, že APOE*2 pri neprítomnosti ďalších rizikových faktorov môže byť dokonca protektívnym faktorom pri rozvoji KVO ( Utermann 1985, Davignon et al 1988). V niektorých štúdiách sa  však nepodarilo preukázať vzťah medzi genotypmi apo E a KVO (Lehtinen et. al. 1995, Malle et al. 1996).