Apolipoproteína B

A apolipoproteína B (ApoB) é unha proteína que nos humanos está codificada no xene APOB do cromosoma 2, que se encontra en varios tipos de lipoproteínas que interveñen no metabolismo do colesterol. Pode presentarse no plasma sanguíneo como dúas isoformas principais, chamadas ApoB48 e ApoB100. A ApoB encóntrase na superficie de varias lipoproteínas e serve principalmente para que estas se unan a receptores da superficie celular e entreguen nelas a súa carga de lípidos.

 Bioloxía molecular 
A proteína ApoB pode aparecer no plasma sanguíneo en forma de dúas isoformas principais, chamadas ApoB48 e ApoB100. A primeira é sintetizada exclusivamente no intestino delgado, a segunda no fígado. A ApoB-100 é a proteína máis grande do grupo das proteínas apoB, e consta de 4563 aminoácidos. Ambas as isoformas están codificadas polo xene APOB do que se orixina un só transcrito de ARNm de algo máis de 16 kb. A ApoB48 xérase cando se crea por edición do ARN un codón de parada (UAA) no residuo 2153, polo que esta isoforma é máis pequena. Como resultado da edición do ARN, a ApoB48 e a ApoB100 comparten unha secuencia N-terminal común, pero a ApoB48 carece da rexión C-terminal para a unión ao receptor de LDL que ten a ApoB100. De feito, a ApoB48 denomínase así porque constitúe o 48% da secuencia da ApoB100 (a cal é a proetína completa co 100%). A ApoB 48 é unha proteína exclusiva dos quilomicrons do intestino delgado. Despois de que se absorberon a maioría dos lípidos do quilomicron, a ApoB48 volve ao fígado como parte dos restos que quedan dos quilomicrons, onde será endocitada e degradada.

 Función 

A apolipoproteína B é a principal apolipoproteína presente nas partículas lipoproteicas de quilomicrons, VLDL, IDL, e LDL (o colesterol das LDL coñécese informalmente como "colesterol malo" cando se fai referencia a enfermidades cardíacas ou vasculares en xeral). Estas lipoproteínas son as responsables de transportar lípidos, como o colesterol, polo corpo a través do plasma sanguíneo para que chegue ás células dos tecidos. Aínda que non se coñecen algunhas cousas sobre os papeis funcionais da ApoB nas partículas LDL (e outras partículas maiores), si se sabe que é a principal proteína organizadora que forma complexos na parte externa das partículas de lipoproteína e é absolutamente necesaria para que ditas partículas se formen. A ApoB das LDL actúa como ligando para os receptores de LDL presentes en diversos tipos de células do corpo, polo que serve para destinar esas partículas para que se unan a esas células e lles cedan os lípidos que transportan.

Os niveis altos de ApoB, especialmente os asociados con concentracións de LDL altas, son unha causa principal da formación de placas ateromatosas que causan as enfermidades vasculares (aterosclerose), que poden progresar orixinando enfermidades cardíacas, accidentes cerebrovasculares e outras complicacións. Hai moitas probas que indican que as concentracións de ApoB e especialmente as probas de resonancia magnética nuclear (RMN) (que indican a concentración de LDL) son mellores indicadores dun estado fisiolóxico que favorece as enfermidades cardíacas/vasculares que o colesterol total ou o colesterol LDL. Porén, principalmente por razóns históricas de custo e complexidade, a proba de medición de lípidos máis común para medir o risco de arteriosclerose segue sendo a que estima por cálculo o colesterol LDL e o colesterol total. A ApoB mídese de forma rutineira utilizando inmunoensaios como o ELISA ou a nefelometría. Os métodos baseados na RMN refinada e automatizada permiten facer medicións distinguindo entre diferentes tipos de partículas ApoB.

 Papel nas lipoproteínas e a arteriosclerose 
A ApoB100 encóntrase en lipoproteínas que se orixinan no fígado (VLDL, IDL, LDL). Un feito importante é que hai unha sóa molécula de ApoB100 por cada partícula de lipoproteína orixinada no fígado. Por tanto, pode cuantificarse o número de partículas de lipoproteína coñecendo a concentración total de ApoB100 na circulación sanguínea. A mesma técnica pode aplicarse especificamente ás LDL para poder contalas.

Está ben establecido que os niveis de ApoB100 están asociados coa enfermidade cardíaca coronaria, e predín mellor esta que o nivel de LDL. Unha forma simple de explicalo é que a ApoB100 reflicte o número de partículas de lipoproteína (independentemente do seu contido de colesterol).

Un xeito de explicar o anterior é considerar que a presenza de grandes cantidades de partículas de lipoproteínas, e, en particular un gran número de LDL, dá lugar a unha competencia polo receptor de ApoB100 receptor (é dicir, o receptor de LDL) das células periféricas. Como esa competición prolonga o tempo de estancia das partículas LDL na circulación, isto pode orixinar que haxa unha maior oportunidade de que estas sufran oxidación ou outras modificacións químicas. Ditas modificacións poden diminuír a capacidade das partículas de ser retiradas (ou aclaradas) polo receptor de LDL clásico ou incrementar a súa capacidade de interaccionar cos denominados receptores "limpadores" ("scavenger"). O resultado neto é desviar as LDL da unión con estes receptores. Os receptores "limpadores" encóntranse característicamente nos macrófagos, e os macrófagos cargados de colesterol coñécense como células escumosas. A presenza de células escumosas caracterizan as lesións ateroscleróticas. Ademais deste posible mecanismo da xeración de células escumosas, un incremento nos niveis de partículas LDL modificadas quimicamente pode tamén levar a un incremento nos danos endoteliais. Isto acontece como resultado do efecto tóxico das LDL modificadas sobre o endotelio vascular e pola súa capacidade de recrutar células efectoras inmunitarias e de promover a activación de plaquetas.

O estudo INTERHEART atopou que a relación ApoB100 / ApoA1 é máis indicativa para predicir o risco dun ataque ao corazón en pacientes que tiveran un infarto agudo de miocardio, que medir só a cantidade de ApoB100 ou de ApoA1. Na poboación xeral isto non está tan claro, aínda que nun recente estudo a ApoB foi o marcador de risco máis claro para os episodios cardiovasculares. Un pequeno estudo suxeriu que engadir ao tratamento con fluvastatina, ácidos graxos omega-3 diariamente, que conteñen 460 mg de E-EPA e 380 mg de E-DHA (etil ésteres), pode facer diminuír a ApoB48 na diabete tipo 2 hiperlipidémica.Valdivielso P, Rioja J, García-Arias C, et al. (January 2009) "Omega 3 fatty acids induce a marked reduction of apolipoprotein B48 when added to fluvastatin in patients with type 2 diabetes and mixed hyperlipidemia: a preliminary report." Cardiovasc Diabetol. 8:1. Free Full Text

 Papel no sistema inmunitario innato 

As VLDLs e LDLs interfiren con sitema de percepción do quórum bacteriano que regula á alza os xenes necesarios para a infección por Staphylococcus aureus invasiva. O mecanismo do antagonismo consite na unión da ApoB a unha feromona autoindutora de S. aureus, o que impide a sinalización a través do seu receptor. Os ratos que son deficientes en ApoB son máis susceptibles á infección bacteriana invasiva.

 Papel na resistencia á insulina 
A sobreprodución de apolipoproteína B pode causar resistencia á insulina e un estrés do retículo endoplasmático inducido por lípidos no fígado.

 Trastornos xenéticos 

Os altos niveis de ApoB están relacionados coas enfermidades cardíacas.
A hipobetalipoproteinemia é un trastorno xenético que pode ser causado por unha mutación no xene da ApoB, APOB.
A abetalipoproteinemia é causada xeralmente por unha mutación no xene da MTTP (microsomal triglyceride transfer protein, proteína de transferencia de triglicéridos microsómica), MTTP.

Mutacións no xene APOB poden tamén causar a hipercolesterolemia familiar, un trastorno metabólico hereditario (autosómico dominante).

 Estudos en ratos 

A información máis relevante sobre esta proteína obtívose en estudos en ratos da ApoB homóloga de rato (mApoB). Os ratos que sobreexpresan a mApoB teñen niveis incrementados do colesterol LDL ("colesterol malo") e niveis diminuídos de HDL (que contén o "colesterol bo"). Os ratos que conteñen unha soa copia funcional do xene da mApoB presentan o efecto contrario, e son resistentes á hipercolesterolemia. Os ratos que non conteñen copias deste xene non son viables.
 Interaccións 

A ApoB presenta interaccións coa apo(a), PPIB, receptor da calcitonina e HSP90B1. A interacción do ApoB con proteoglicanos, o coláxeno, e a fibronectina crese que causa aterosclerose.

 Regulación 

A expresión da ApoB está regulada por elementos reguladores en cis no 5'UTR e no 3'UTR do ARNm da apolipoproteína B.

 Edición do ARNm da ApoB 

O ARNm desta proteína é sometido a unha edición do ARN específica de sitio no que se produce un cambio de citidina a uridina (C a U). A ApoB100 e ApoB48 están codificadas polo mesmo xene, porén as diferenzas nas proteínas traducidas non se deben ao splicing alternativo senón á edición do ARN específica de tecido.
A edición do ARNm da ApoB foi o primeiro exemplo de edición do ARN observado en vertebrados. A edición do ARNm de ApoB ocorre en todos os mamíferos placentarios. A edición ocorre postranscricionalmente no fígado de rata.

 Tipo 

A edición por cambio de C a U do ARNm da ApoB require a actuación dun complexo de edición ou holoencima (editosoma) que contén o encima de edición de C a U ApoBEC-1 xunto con factores auxiliares.http://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=APOBEC1&search=apoBec1 A ApoBEC-1 é membro da familia da citidina desaminase. A ApoBEC-1 por si soa non é suficiente para a edición do ARNm de ApoB  e require polo menos un destes factores auxiliares, concretamente o factor de complementación de ApoBEC-1 (A1CF)http://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=A1CF para que teña lugar a edición. O A1CF contén 3 repeticións non idénticas. Actúa como subunidade para a unión ao ARN e dirixe a ApoBEC-1 ao ARNm da ApoB augas abaixo da citidina editada. Hai outros factores auxiliares que forman parte do holoencima, e algunhas destas proteínas xa foron identificadas, como a proteína 2 de unión a CUG (CUGBP2), SYNCRIP (ou proteína de unión ao ARN rica en glicina-arxinina-tirosina, GRY-RBP), ribonucleoproteína nuclear heteroxénea (hnRNP)-C1, proteína 1 de unión a ApoBEC-1 (ABBP1), ABBP2, proteína de unión reguladora do splicing de tipo KH (KSRP), antoxene 4 asociado a Bcl-2 (BAG4), e factor auxiliar 240 (AUX240). Todas estas proteínas identificáronse usando ensaios de detección e demostrouse que todas interaccionan co ARN de ApoB, ou con A1CF, ou ApoBEC-1. A función destas proteínas auxiliares no complexo de edición non se coñece. Ademais de editar o ARNm da ApoB, o editosoma ApoBEC-1 tamén edita o ARNm da NF1. A edición do ARNm da ApoB é o exemplo mellor definido deste tipo de edición de C a U en humanos.

 Localización 

Malia que o transcrito de ARN deste xene é longo, de 14.000 residuos, a diana da edición é unha soa citidina. No ARNm da ApoB hai unha secuencia de 26 nucleótidos necesaria para a edición, que se chama motivo de edición. Determinouse que estes nucleótidos (do 6662 ao 6687) son esenciais nos experimentos de mutaxénese específicos de sitio. Unha porción de 11 nucleótidos desta secuencia situada a 4 ou 5 nucleótidos augas abaixo do sitio de edición é unha rexión importante chamada secuencia de amarre ou ancoraxe. Unha rexión chamada elemento espazador está situada a 2-8 nucleótidos entre o nucleósido editado e esta secuencia de amarre. Hai tamén unha secuencia reguladora en dirección 3' do sitio de edición. A rexión co sitio activo da ApoBEC-1, que é o compoñente catalítico do holoencima de edición crese que se une a unha rexión rica en AU da secuencia de amarre coa axuda de ACF para unir o complexo ao ARNm.
O residuo de citidina editado está localizado no nucleótido 6666 localizado no exón 26 do xene. A edición neste sitio dá lugar a un cambio de codón, que pasa do codón de glutamina orixinal (CAA) a un codón de stop en pauta (UAA). Os modelos por computadora detectaron que para que ocorra a edición, a citidina editada ten que estar localizada nun bucle. A selección da citidina editada é tamén moi dependente desta estrutura secundaria do ARN que o rodea. Hai tamén algunhas indicacións de que esta rexión en bucle se forma entre a secuencia de amarre e a rexión reguladora 3' do ARNm da ApoB. A estrutura secundaria predita formada polo ARNm da ApoB crese que permite o contacto entre o residuo que vai ser editado e o sitio activo da APOBEC1 e tamén permite a unión ao ACF e outros factores auxiliares asociados co editosoma.

 Regulación 

A edición do ARNm da ApoB en humanos está regulada segundo o tecido, e a ApoB48 é a principal proteína ApoB do intestino delgado en humanos. Aparece en menores cantidades no colon, riles e estómago xunto coa versión non editada.
A edición está tamén regulada durantre o desenvolvemento e a versión non editada só se traduce en etapas iniciais do desenvolvemento pero a súa edición increméntase durante o desenvolvemento nos tecidos nos que ocorre a edición.
Os niveis de edición do ARNm da ApoB varían en resposta aos cambios na dieta, a exposición ao alcohol e os niveis de hormonas.

 Conservación 

A edición do ARNm da ApoB tamén ocorre en ratos e ratas. A diferenza dos humanos a edición ten lugar no fígado dos ratos e ratas cunha frecuencia do 65%. Non se observou en aves ou especies inferiores.

 Consecuencias 

 Estrutura 

A edición orixina un cambio de codón no que secrea un codón de parada ou stop en pauta que dá lugar a que se traduza unha proteína truncada, que é a ApoB48, a cal carece da porción carboxilo terminal que contén o dominio de unión ao receptor de LDL (LDLR). A proteína completa, non truncada, é a isoforma ApoB100, que ten uns 4500 aminoácidos e está presente nas VLDL e LDL. Como as partes da ApoB100 están dispostas dun modo que fan que sexan anfipáticas, a estrutura dalgúns dos seus dominios depende do ambiente lipídico. Recentemente, obtívose a primeira estrutura dunha LDL á temperatura do corpo humano en condicións nativas utilizando microscopía crioelectrónica a unha resolución de 16 ángstrom. O pregamento global da ApoB100 foi despois confirmada e mapeáronse certas heteroxeneidades na estrutura local dos seus dominios.

 Función 

A edición está restrinxida aos transcritos que se expresan no intestino delgado. A versión curta resultante da proteína ten unha función específica no intestino delgado. Por outra parte, a principal función da ApoB100 de lonxitude completa expresada no figado é funcionar como ligando para a activación do receptor de LDL. Non obstante, a súa edición ten como resultado a falta da rexión para a unión ao LDLR, o que altera a súa función, de modo que a proteína máis curta ApoB48 ten funcións específicas relacionadas co intestino delgado.
ApoB48 is identical to the amino terminal 48% of ApoB100. A función desta isoforma curta é intervir na absorción de graxas no intestino delgado e está implicada na síntese, ensamblaxe e secreción de quilomicrons. Estes quilomicrons transportan os lípidos da dieta aos tecidos, mentres que os quilomicrons restantes xunto cos seus lípidos residuais asociados son captados nun lapso de 2 a 3 horas polo fígado ao unirse a súa apolipoproteína E (ApoE) a receptores celulares para as lipoproteínas. Esta é a proteína ApoB dominante no intestino delgado da maioría dos mamíferos. É unha proteína clave na vía exóxena do metabolismo das lipoproteínas.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Bibliografía 





 Ligazóns externas 
 Base de datos sobre a edición do ARN (DARNED) .
 Investigación aplicada sobre a apolipoproteína-B 

Categoría:Apolipoproteínas