Липопротеины
Липопротеины плазмы подразделяются на
две группы: белки, связанные с липидами ковалентно, и белки, связанные с
липидами нековалентными связями. Липид, ковалентно связанный с
липопротеином, служит якорем, с помощью которого белки прикрепляются к мембране
(см. рис. 231). Липопротеины второй группы не имеют строго определенного состава.
Они скорее представляют собой агрегаты липидов с белками. Эти липопротеиновые
комплексы имеют переменные размеры и состав. В плазме крови они обеспечивают
транспорт водонерастворимых липидов.
А. Состав липопротеиновых
комплексов
Липопротеиновые комплексы представляют
собой шаровидные агрегаты, состоящие из ядра, образованного неполярными
липидами (триацилглицеринами и ацилхолестеринами), и оболочки толщиной
примерно 2 нм, построенной из апопротеинов и амфифильных липидов (фосфолипидов и
холестерина). Наружная сторона оболочки полярна, вследствие этого липиды
растворимы в плазме. Чем больше липидное ядро, т. е. чем большую часть
составляют неполярные липиды, тем меньше плотность липопротеинового
комплекса.
Липопротеиновые комплексы делятся на
пять групп. Ниже они приведены в порядке уменьшения размера и увеличения
плотности: это хиломикроны и остатки хиломикронов, липопротеины очень
низкой плотности [ЛОНП (VLDL от англ. very low density lipoproteins)],
липопротеины промежуточной плотности [ЛПП (IDL от англ. intermediate
density lipoproteins)], липопротеины низкой плотности [ЛНП (LOL от англ.
low density lipoproteins)], липопротеины высокой плотности [ЛВП (HDL от
англ. high density lipoproteins)]. Липопротеиновые комплексы несут на внешней
поверхности характерный апопротеин, который «плавает» на оболочке (здесь
в качестве примера ЛНП). Апопротеины играют решающую роль в функционировании
липопротеинов: они служат молекулами узнавания для мембранных рецепторов (см.
ниже) и необходимыми партнерами для ферментов и белков, которые участвуют в
метаболизме и обмене липидов.
Б. Транспорт триацилглицеринов и
холестерина
Хиломикроны обеспечивают
транспорт пищевых липидов от кишечника к тканям. Хиломикроны образуются в
слизистой кишечника и транспортируются в кровь лимфатической системой (см. с.
266). В мышцах и жировой ткани они разрушаются липазой липопротеинов,
активирующейся апопротеином С-II. Под действием этого фермента хиломикроны
быстро теряют бóльшую часть своих триацилглицеринов. Остатки хиломикронов
утилизируются печенью.
ЛОНП, ЛПП и ЛНП тесно
связаны между собой. Они транспортируют триацилглицерины, холестерин и
фосфолипиды от печени к тканям. ЛОНП образуются в печени (см. рис. 165) и могут
превращаться, как и хиломикроны, в ЛПП и ЛНП путем отщепления жирных кислот.
Образующиеся ЛНП снабжают холестерином различные ткани организма.
ЛВП возвращают избыточный
холестерин, образующийся в тканях, обратно в печень. Во время транспорта
холестерин ацилируется жирными кислотами из лецитина (см. рис. 57). В этом
процессе участвует лецитинхолестеринацилтрансфераза (КФ 2.3.1.43). Между
ЛВП и ЛОНП также происходит обмен липидами и белками.
Эндоцитоз, опосредованный
рецептором. При потреблении холестерина клетки с помощью мембранных
рецепторов, узнающих апо-В-100 и апо-Е, связывают ЛНП. «ЛНП-рецепторы»
захватывают эти комплексы путем эндоцитоза. Поглощение происходит в так
называемых «окаймленных ямках» — областях мембран, у которых внутренняя
поверхность выстлана белком клатрином. Клатрин облегчает включение
в ямку и содействует отделению везикулы ("окаймленная везикула"). Внутри
клетки клатрин отделяется от везикулы и используется повторно. Везикула
связывается с лизосомой, которая переваривает ее содержимое (см. рис.
229).