Lecture Notes on Cholesterol Transport Proteins

Estrutura e Função das Proteínas Envolvidas no Transporte do Colesterol

Obter as proteinas:
Sangue com heparina e o sobrenadante obtido é o plasma. com o plasma oem se na ultra centrifuga e ao encontrar a densidade nas que se encontram parar.

Plasma com brometo de sódio, o que se verifica que um lado da zona do tubo tem densidade diferente do outro. O gradiente é gerado durante a centrifugação

Coloca-se ma agulha ligada a uma bomba peristaltica e a fração é recolhida

Lipoproteínas e Seu Papel Fisiológico

As lipoproteínas são essenciais no transporte de lípidos, incluindo triglicerídeos (TGs) e colesterol, através do corpo. Existem cinco grandes famílias:

  • Quilomicra (e Remanescentes): Transportam TGs e colesterol da dieta absorvidos pelos enterócitos para outras células.

  • VLDL, IDL e LDL: Transportam TGs e colesterol sintetizados no fígado (hepatócitos) para outras células.

  • HDL: Desempenham um papel crucial no transporte reverso do colesterol, removendo o excesso de colesterol das células e transportando-o de volta para o fígado.

A separação das lipoproteínas plasmáticas é realizada por centrifugação isopícnica, permitindo isolar e estudar cada classe.

(grafico: no eixo do X é o fundo para o topo do tubo)

Esta tecnica permitiu identificar as diferentes lipoproteinas no sangue.

como atua no organismo: seguido por triglicérios com sounda carbono 14. Em função do tempo, a radioatividade nos lipidos atingiria o pico dos quilomicrons, pois as quilomicron vão libertando trigliceridios no sangue.

Ao dar a um rato glucose com carbono 14. A glucose é transformada em glicogenio e armazenada no figado e musculo esqueletico, Ao excesso passa a acidos gordos armazenados em goticulas lipidicas. - o stor complicou e entrou numa linha de pensamento kinda weird.

Ha uma enzima que sintetiza hipoclorito e transfroma num radical e afeta a proteina radioativa. Pega-se nas LDL e insere-se - pico grande no LDL, mas depois aparecia nas OL e VLDL e depois desaparace?

Lipoproteínas pro-Aterogénicas vs. Anti-aterogénicas

  • Particulas lipiproteicas que se encontram na linfa com um dimetro de um micrometro - quilomicron

  • VLDL - perdem triglicerios mas não proteina, há medida que perde

  • LDL tem heterogienade

  • Lp(a): Uma LDL modificada com Apo(a) ligada por oxidação (S-S), considerada particularmente aterogénica (geram ateromas, depositos de gordur nos grandes vasos). A Apo(a) é pouco estudada devido à sua presença restrita a humanos e alguns primatas. Não existe em ruidores

  • Todas as lipoproteínas (Quilomicra, VLDL, IDL, LDL e HDL) apresentam heterogeneidade estrutural, o que dificulta a determinação precisa de suas estruturas.

  • As HDL, mais densas anti aterogenicas, problemas vasculares, infartes, miocardio, vaso com depositos de gordura, macrofagos que os descobrem que começam a endossitar a gordura, mas é tanta gordura que os macrofagos se transformam em celulas esponjosas. Lançam para o meio interleucinas para chamar mais para o depoisto e cria resposta inflamatoria. Pode levar a fibrose e espessamento da parede, diminuindo a parede do vaso, tb pode alterar as propriadades da parede e romper, causando um enfarte.

  • acumulam-se passando o endotelio

  • antiaterogenicas, andam no organismo há caça de colestrol para o levar para o figado

Fisiologia das Lipoproteínas

  • Intestino: Os quilomicra são sintetizados para transportar lípidos da dieta. são sintetizadas no enterossito mas são tao grandes que são drenadas no sistema linfatico e despeja no sangue

  • Fígado: As VLDL são produzidas para transportar lípidos endógenos. No figado os vasos são muito permeaveis, os hepatocitos são despechados para o sangue, surgem as iLD e finalmente por perda darão LDL, andaram por ai uns 2/3 dias até serem degradadas.

  • Tecidos Extra-Hepáticos: As LDL entregam colesterol, enquanto as HDL participam no transporte reverso do colesterol.

  • A Lipoproteína Lipase (LPL) hidrolisa triglicerídeos nas lipoproteínas, libertando ácidos gordos para tecidos como o muscular, mamário e adiposo.

A glucose existe com forma aberta com aldeido exposto, que podem prod«gredir para advanced glicagion and product - formando grandes modificações com muita glucose, explica a glucoxicidade. Uma proteina com glucose é modificada, o que forma “lixo” removido por macrofagos “damaged associated micropaterns”

HDL vai caçar lipidos, em celulas que se querem livrar de colestrol dando origem a HDL

Apo-lipoproteínas: Estrutura e Função

Estrutura

As apo-lipoproteínas são ricas em α-hélices anfipáticas (boas em fase aquosa e lipidica) e, em alguns casos, folhas β anfipáticas (e.g., apoB-100). Algumas são extremamente hidrofóbicas e são lipidadas durante a síntese no retículo endoplasmático (e.g., apoB-100 e apoB-48). Os residos dependem da zona voltada da helix. Na supreficie de uma quilomicron os …dão jeito porqe estao em contacto com os fosfolipidos (carregados negativamente), é para as helixes assim mas tb para as bsheets.

  • ApoB-100 (VLDL, IDL, LDL)

  • ApoB-48 (Quilomicra e Remanescentes)

ApoA e ApoE e ApoC2 - muito ricas em alfa helices e são anfipaticas, a proteina pode estar lipidada e lipid free. podem abrir e interagir com uma lipoproteina, é reversivel, são anfitropicas, podem existir em dois ambientes diferentes

Estas apolipoproteínas existem exclusivamente na forma lipidada, sendo degradadas nos lisossomas se não forem lipidadas adequadamente.

Funções

  1. Estabilização: Estabilizam gotículas lipídicas, prevenindo a sua coalescência.

  2. Endereçamento: Atuam como sinais de endereçamento celular (e.g., apoB-100 para o recetor de LDL).

  3. Modulação Enzimática: Modulam a atividade de enzimas extracelulares (e.g., apoC-II ativa a LPL).

Apo-lipoproteínas Específicas

  • Apo B-48: Componente principal das quilomicra. É uma versão truncada (48%) da apo B-100 devido a edição de mRNA no enterócito, introduzindo um codão de paragem. Não interage com o recetor de LDL. O gene APO B transcrito no hepatocito e heterocitos, no figado vai dar origem a uma proteina APO B100 (mensagem 100%). No heteorcito uma enzima altera um codão num nonsense, vamos ter um trasncrito com mensagem truncada, a APOB -48, componente prncipal das quilomicron

  • Apo C-II: Ativa a LPL e é anfitrópica, sendo adquirida pelas quilomicra no sangue.

  • Apo E: Anfitrópica, reconhecida pelo por um receptor

    parecido com o LDLR - “LDLR-related protein”. Importante para a

    endocitose hepática das remanescentes de quilomicra

Apolipoprotein B-48 vs B-100

Encoded by a single gene - ApoB – transcribed in enterocytes

and hepatocytes.

The mRNA has 4564 codons (4563 a.a. – 516 kDa)

Codon 2153 is CAA (glutamine) and is edited in enterocytes

but not in hepatocytes to UAA (Stop).

Thus liver produces ApoB-100; intestine produces ApoB-48

Cytidine deaminase

Recognizes a sequence in the ApoB mRNA and deaminates a C to U

VLDL, IDL e LDL

Apo B-100 . componente principal da lipoproteína de LDL

. Uma das proteínas mais longas produzidas no nosso organismo –

512 kDa! 4563 aminoácidos!

Muito difícil de sintetizar. Estima-se que para 70 % das moléculas cuja síntese é iniciada, algo corre mal e a proteína é degradada.

. Papel estrutural e de endereçamento. Interage com o receptor

das LDL mas esta função é contexto dependente – basicamente só

funciona como tal nas LDL.

APOe - endossitose as LDL

risco, folheto do er, a apo48 é sintetizada, há interação entre o folheto e a sintese, há chaperons envolvidos. a determindada altura vai para o lumem furrada, vai sair do reticulo endoplasmática e vão ser despechadas fora da celula.

Absorve proteoglicanos e são colocadas na membrana apical dos endocliocitos, virada para o sangue

tem uma estrutura parecida com outras lipases, tem uma tampa. mergulha na monocamanda de fosfolipidos para ter acesso ao substrato, só é compativel com a existencia no meio hidrofilico se for tapado, so fica expostos residuos hidrofilicos

LDL e VLDL

o componente unico é a APO-B100, desde cedo tentaram perceber a extrutura.

muitas beta sheets e cenas

baixa resolução. ldl são heterogenias, dificil aumentar a resolução

diferente extrutura vs Apo B 100

endocitose de ldl (doença com mutação dos recetores de ldl)

O aumento da [colesterol]citosólico tem várias consequências:

1- diminuição da HMG-CoA Red.

2- diminuição da transcrição do gene

que codifica o RECEPTOR das LDL (LDLR)

3- Activação da Acil-CoA:colesterol Acil transferase (ACAT)

LAL - lipase acida lisossomal, ligação ester entre acido gordo e colestrol, transporte com duas proteinas, NPC1 e NPC2

NPC2 é uma proteina que apanha colestrol e entrega à NPC1

NPC1 - muito grande e hidrofobica, funciona como uma palhinha hidrofobica. tem um tubo hidrofobico longo atraves do qual se pensa que o colestrol vai da 2 para a 1 e é depositado.

Modelo B não considerado ultimamente

HDL

Sintetizadas em parte no fígado e intestino

-adquirem muitos dos seus componentes em circulação.

-Transportam colesterol dos tecidos extra-hepáticos para o fígado (transporte

reverso - o “bom” colesterol)

- Existem várias formas:

- HDL nascentes. Resultam da lipidação da apo A-I com colesterol e PLs.

A lipidação é promovida por um transportador ABC (ABCA1) que existe na

membrana plasmática das células.

- HDL3 derivam das nascentes por esterificação do colesterol

- HDL2 derivam das HDL3 por aquisição de mais ésteres de colesterol.

Possuem: apo A-I - o núcleo estrutural das HDL; interagem com apoC-II e apoE

adquirem componentes fora da celula, transporta para o figado, bom colestrol

Apo A-I livre → lipidada com colestrol e lipidos numa estrutura estranha num duplo cinto nas hdl nascente → por açao de uma enzima, o colestrol livre vai esterilifcar aquilo em HDL3 e 2, é hidrofobica e não pode estar no folheto.

A lipidaçãp da apo ai é feita por transprotador abca1

Mutações no ABCA1 => Doença de Tangier

HDL mt diminuídas ou ausentes; acumulação

de ésteres de colesterol em todos os tecidos.

(Amígdalas hipertrofiadas de cor amarela/laranja,

neuropatia, hepatoesplenomegalia,

doença cardiovascular

prematura (30% dos casos),

AVC)

AS HDL interagem/associam-se com:

LCAT - (“Lecitin:cholesterol acyltransferase) (ao esterificarem o colesterol, as HDL “garantem” que este não escapa)

CETP - (“Cholesteryl ester transfer protein”) – permite às HDL descarregarem os ésteres de colesterol noutras lipoproteínas (VLDL, quilomicra, LDL, IDL), trocando-os por TGs e PLS → A CETP possui um túnel hidrofóbico ao longo da sua estrutura que Acomoda ECs e TGs

As HDL efectuam o transporte do colesterol dos tecidos extra-hepáticos para o Fígado usando um:

1- mecanismo directo – são processadas no fígado

2- mecanismo indirecto – transferem os ésteres de colesterol para as outras lipoproteína

SR-BI - endossitose de coisas desconhecidas.