Endoteliální lipáza

Endoteliální lipáza (LIPG)  je forma lipázy vylučovaná vaskulárními endoteliálními buňkami ve tkáních s vysokou rychlostí metabolismu a vaskularizace, jako jsou játra, plíce, ledviny a štítná žláza [1] . Enzym LIPG je důležitou součástí mnoha biologických procesů. Tyto procesy zahrnují metabolismus lipoproteinů, expresi cytokinů a složení lipidů v buňkách [1] . Na rozdíl od lipáz, které hydrolyzují triglyceridy , endoteliální lipáza primárně hydrolyzuje fosfolipidy [1]. Vzhledem ke specifičnosti hydrolýzy je endoteliální lipáza zapojena do mnoha životně důležitých tělesných systémů. Na rozdíl od prospěšné role, kterou hraje LIPG v těle, se předpokládá, že endoteliální lipáza hraje potenciální roli při rozvoji rakoviny a zánětu [1] . Znalosti získané in vitro a in vivo naznačují souvislost s těmito stavy, ale znalosti o lidských interakcích chybí kvůli nedávnému objevu endoteliální lipázy [2] . Endoteliální lipáza byla poprvé charakterizována v roce 1999 [3] Dvě nezávislé výzkumné skupiny, které jsou pozoruhodné tímto objevem, klonovaly gen pro endoteliální lipázu a identifikovaly novou lipázu vylučovanou z endoteliálních buněk [2] . Schopnost bojovat proti ateroskleróze snížením okluze plaku a potenciální schopnost zvýšit hladiny lipoproteinů s vysokou hustotou (HDL) byla rozpoznána endoteliální lipázou [4] .

Objev

V roce 1999 byla identifikace endoteliální lipázy nezávisle objevena dvěma výzkumnými skupinami [2] .

První skupina v Rhone-Poulenc Rohrer klonovala a charakterizovala nového člena rodiny triacylglycerolů (TG). Když byla tato nová endoteliální lipáza nadměrně exprimována u myší, plazmatické koncentrace HDL cholesterolu a apolipoproteinu AI se snížily [3] .

Druhá skupina ze Stanfordské univerzity nezávisle naklonovala stejnou endoteliální lipázu z endoteliálních buněk lidské pupeční žíly, endoteliálních buněk lidské koronární arterie a žloutkových vaků podobných hlodavcům [5] . K izolaci genů byla použita supresivní subtraktivní hybridizace [5] . Geny byly poté porovnány a zarovnány. Dva fragmenty cDNA exprimovaly gen lipázy a endoteliální vlastnosti [5] . Analýza Northern blot dokumentovala vzorky [5] . Předpokládaná souvislost s metabolismem a vaskulárním onemocněním byla přisuzována tkáňově selektivní expresi v endoteliálních buňkách [5] .

Struktura

Endoteliální lipáza je protein patřící do kategorie triglyceridových lipáz [1] . Tento protein je kódován genem LIPG [1] . Endoteliální lipáza je vylučována vaskulárními endoteliálními buňkami a je dosud jedinou lipázou [3] . Primární sekrecí je protein o velikosti 55 kDa, který je vylučován proteinem o velikosti 68 kDa po posttranslační glykosylaci [1] . LIPG funguje, protože se váže na proteoglykany [1] . LIPG lze také dále štěpit [1] . Další štěpení by vedlo k neaktivitě N-konce 40 kDa, 40 kDa proteinu a C-konce 28 kDa [1] . LIPG má schopnost tvořit proteinový dimer před sekrecí, což způsobuje dimerizaci [1] . Adiční reakce stejné sloučeniny a molekul zvyšuje odolnost vůči štěpení a je zachována omezená aktivita [1] .

Biologická funkce

Metabolismus

Místem enzymatické aktivity endoteliální lipázy je povrch endoteliálních buněk. LIPG reguluje metabolismus lipoproteinů hydrolýzou HDL fosfolipidů [4] . Tento lipoprotein s vysokou hustotou je amfipatický lipid, což znamená, že lipid je složen jak z hydrofobních, tak z hydrofilních složek [6] . Cholesterol má čtyřkruhovou strukturu a je to uhlovodík na bázi izoprenoidů [6] . Ačkoli cholesterol postrádá fosfátovou hlavní skupinu, hydroxylová složka cholesterolu interaguje s vodou, čímž se stává cholesterol amfipatickým [6] . HDL cholesterol je pro tělo velkým přínosem a je životně důležitý pro udržení tekutosti přirozených membrán [6] . HDL cholesterol musí být udržován na určité úrovni, aby byl zajištěn normální růst a reprodukce buněk. Schopnost HDL absorbovat cholesterol a transportovat ho do jater pomáhá odstraňovat cholesterol z těla [7] . Naproti tomu cholesterol s nízkou hustotou lipoproteinů (LDL) funguje opačně. LDL cholesterol neodstraňuje cholesterol z těla, ale slouží jako základ pro akumulaci cholesterolu [7] . Je nutné udržovat nízké hladiny LDL v těle, aby se zabránilo hromadění cholesterolu v tepnách. Když je HDL hydrolyzován, rychlost obratu HDL se zvyšuje a hladina cholesterolu v plazmě klesá [4] . Tato hydrolýza umožňuje urychlit nebo pokračovat ve vylučování cholesterolu z těla, aby se zabránilo jeho hromadění. Po hydrolýze HDL dochází k absorpci lipidových prekurzorů volných mastných kyselin [1] . Tyto lipidy se pak využívají při katabolismu jiných fosfolipidů [1] . Endoteliální lipáza je tedy považována za klíčovou složku metabolismu díky hydrolýze lipoproteinů s vysokou hustotou.

Cévní biologie

Endoteliální lipáza je spojena s potenciální léčbou a zlepšením průběhu aterosklerózy. Ateroskleróza je cévní onemocnění, které je způsobeno nahromaděním arteriálního plaku [8] . Cholesterol, tuk, vápník a další složky přispívají k tvorbě plaků v krvi [8] . Plak je škodlivý pro krevní cévy, protože zužuje a tuhne tepny, což způsobuje nedostatek okysličené krve [8] . Zvýšení hladiny HDL slouží jako léčba aterosklerózy. Hydrolýza HDL vede k transportu cholesterolu do jater [7] . Filtrační systém jater pomáhá odstraňovat cholesterol z těla. V důsledku toho se hladina cholesterolu v plazmě sníží. Syntéza endoteliální HDL lipázy tedy může poskytnout adekvátní příležitost ke zvýšení hladin HDL. Důkazy naznačují, že inhibice endoteliální lipázy by měla zvýšit plazmatické hladiny HDL, především u pacientů s nízkým HDL-C [4] . Zvýšené riziko aterosklerózy je spojeno s nízkou hladinou HDL [4] . Ačkoli lze vyvodit funkční korelaci, existuje jen málo klinických důkazů na podporu navrhovaných potenciálních přínosů v vaskulární patofyziologii.

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 „Úloha endoteliální lipázy v metabolismu lipidů, zánětu a rakovině“. Histologie a histopatologie . 33 (1): 1-10. Leden 2018. DOI : 10.14670/HH-11-905 . PMID28540715  . _
2. ↑ 1 2 3 „Endoteliální lipáza: její role u kardiovaskulárních onemocnění“. Canadian Journal of Cardiology . 22 Suppl B (Suppl B): 31B-34B. únor 2006. DOI : 10.1016/S0828-282X(06)70984-9 . PMID  16498510 .
3. ↑ 1 2 3 „Nová lipáza odvozená z endotelu, která moduluje metabolismus HDL“. Příroda Genetika . 21 (4): 424-8. Duben 1999. DOI : 10.1038/7766 . PMID  10192396 .
4. ↑ 1 2 3 4 5 „Nový fluorogenní substrát pro měření aktivity endoteliální lipázy“. Journal of Lipid Research . 52 (2): 374-82. února 2011. doi : 10.1194/ jlr.D007971 . PMID21062953 . _ 
5. ↑ 1 2 3 4 5 „Klonování unikátní lipázy z endoteliálních buněk rozšiřuje rodinu lipázových genů“. The Journal of Biological Chemistry . 274 (20): 14170-5. květen 1999. doi : 10.1074/jbc.274.20.14170 . PMID  10318835 .
6. ↑ 1 2 3 4 Harvey F. Lodish. Molekulární buněčná biologie . — Osmé vydání. — New York, 2016. — xl, 1170, G-28, I-36 str. - ISBN 978-1-4641-8339-3 , 1-4641-8339-2, 978-1-4641-8744-5, 1-4641-8744-4.
7. ↑ 123 CDC . _ LDL a HDL cholesterol: "špatný" a "dobrý" cholesterol (anglicky)  ? . Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (31. října 2017). Datum přístupu: 11. dubna 2019.    (neurčitý)
8. ↑ 1 2 3 Ateroskleróza | Národní institut srdce, plic a krve (NHLBI) . www.nhlbi.nih.gov . Datum přístupu: 11. dubna 2019. (neurčitý)

Odkazy

• MeSH endoteliální+lipáza,+člověk