脂肪包被蛋白perilipin的研究進(jìn)展課件

1、脂肪包被蛋白perilipin的研究進(jìn)展一 概述 1990年人們發(fā)現(xiàn)了脂滴表面第一個(gè)蛋白質(zhì)，1991年首次證明該蛋白是一種能被蛋白激酶磷酸化的磷蛋白，并將其命名為perilipin。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了ADRP、TIP47、S3-12、Vimentin、Caveolin-1、P200、CGI-58等許多蛋白也位于脂滴表面，這些蛋白統(tǒng)稱為脂滴相關(guān)蛋白。 脂滴相關(guān)蛋白中perilipin、ADRP、TIP47是脂滴表面主要的結(jié)構(gòu)蛋白，且三者氨基末端大約100個(gè)氨基酸區(qū)域高度保守，所以取每個(gè)首字母命名為PAT蛋白家族。其中perilipin研究得較為深入，與甘油三酯水解的關(guān)系最密切。 Perilipin由

2、PLIN基因編碼，人的PLIN基因定位于15q26，含有9個(gè)外顯子，由于mRNA剪切方式不同，形成A、B、C、D四種同源蛋白體，它們具有相同的氨基末端，不同的羧基末端，其中A含量最多，在脂肪細(xì)胞和類固醇生成細(xì)胞中表達(dá)，B在此兩種細(xì)胞中有少量表達(dá)，而C和D僅表達(dá)于類固醇生成細(xì)胞。 以往的研究一致認(rèn)為perilipin及PAT家族蛋白僅表達(dá)于脂質(zhì)滴表面，而在其他任何亞細(xì)胞組分中不存在。但Horst Robenk等人最近的研究顯示1)PAT家族蛋白遍布于脂質(zhì)滴而不只是被限制在脂質(zhì)滴表面2)PAT家族蛋白顯著存在于細(xì)胞膜上，PAT家族蛋白在胞質(zhì)的游離核糖體合成后首先插入細(xì)胞質(zhì)小葉的細(xì)胞膜上。二、Per

3、ilipin蛋白的氨基酸序列及序列區(qū)域的作用 小鼠perilipinA、B、C、D分別含有517個(gè)、422個(gè)、347個(gè)、244個(gè)氨基酸，periD與periA、B、C有198個(gè)氨基酸的共同序列，periC與periA、B N-末端323個(gè)氨基酸相同，periA與periB N-末端405個(gè)氨基酸是一致的。 PKA激發(fā)的HSL(激素敏感的脂肪酶）介導(dǎo)的脂解要求1-300氨基酸區(qū)域一個(gè)或多個(gè)PKA磷酸化位點(diǎn)磷酸化，PKA激發(fā)的非HSL介導(dǎo)的脂解作用要求301-517氨基酸區(qū)域PKA磷酸化位點(diǎn)磷酸化。PKA介導(dǎo)的periA492位絲氨酸磷酸化可促進(jìn)脂滴的裂解和分散。 疏水序列分為：位于242-260

4、位的H1，320-342位的H2，349-364位的H3和一個(gè)291-318位的酸性區(qū)域，疏水序列包含了periA錨定于新生脂滴的所有必需的信息，H1和H2是錨定必需的，H3是一個(gè)弱的錨定信號(hào)。 periA氨基酸1-300區(qū)域抑制基礎(chǔ)脂解作用，促進(jìn)PKA激發(fā)的HSL介導(dǎo)的脂解作用。periA氨基酸301-517區(qū)域抑制非HSL介導(dǎo)的基礎(chǔ)脂解，促進(jìn)PKA激發(fā)HSL介導(dǎo)和非HSL介導(dǎo)的脂解作用。 periA羧基末端112個(gè)氨基酸對(duì)甘油三酯的積累至關(guān)重要，去除羧基末端后蛋白喪失增加細(xì)胞內(nèi)甘油三酯的能力，這一序列是periA所特有的。三、perilipin的表達(dá)調(diào)控及降解調(diào)控 過(guò)氧化物酶增殖體受體(P

5、PAR)r是調(diào)節(jié)脂肪形成和脂質(zhì)代謝的關(guān)健的轉(zhuǎn)錄因子。Peri和S3-12直接由RXR/PPARr(維甲酸X受體/過(guò)氧化物酶增殖體受體r)異二聚體調(diào)節(jié)。 Peri啟動(dòng)子上包含一個(gè)進(jìn)化上高度保守的PPARr反應(yīng)元件PPRE、PPRE位于peri基因上游1.9kb處，鼠peri基沒(méi)有規(guī)范的TATA、CAAT和GC修飾，PPRE是脂肪細(xì)胞形成時(shí)Peri基因轉(zhuǎn)錄活化的關(guān)鍵元素。PPAR-r對(duì)peri的調(diào)節(jié)是通過(guò)RXR/PPAR-r (維甲酸X受體/過(guò)氧化物酶增殖體受體r)與peri啟動(dòng)子上游的PPRE相作用實(shí)現(xiàn)的。 peri的降解是通過(guò)泛素-蛋白酶體途徑實(shí)現(xiàn)的。在轉(zhuǎn)染的中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞培養(yǎng)基中增加脂肪酸

6、可阻止peri降解，特異的蛋白酶體抑制劑MG132、乳胞素和ALLN可阻止peri降解，然而其他蛋白酶體抑制劑無(wú)效。Peri和泛素的共免疫沉淀證明peri與多聚泛素是共軛結(jié)合的，且定向于蛋白酶體的降解作用。四、perilipin對(duì)脂解的雙重調(diào)控 轉(zhuǎn)染了periA的3T3-L1前脂肪細(xì)胞與未轉(zhuǎn)染的細(xì)胞用同樣的條件誘導(dǎo)，前者細(xì)胞內(nèi)脂滴明顯多于后者，且甘油三酯的含量是后者的6-30倍，此時(shí)甘油三酯的合成速度并沒(méi)有改變，只是基礎(chǔ)狀態(tài)下水解速度下降，提示基礎(chǔ)狀態(tài)下peri作為屏障覆蓋在脂滴表面，保護(hù)甘油三酯免受水解。 在穩(wěn)定表達(dá)HSL綠色熒光蛋白的中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞中也證實(shí)，在基礎(chǔ)狀態(tài)下peri磷酸化水平

7、很低，包在油滴表面，形成屏障，保護(hù)脂滴內(nèi)甘油三酯不被脂肪酶水解，而在脂解刺激和CAMP升高情況下，periA磷酸化，使HSL聚集于脂滴表面或通過(guò)修飾作用間接地使HSL更易接觸脂滴內(nèi)的甘油三酯而產(chǎn)生脂解。五、PLIN基因多態(tài)性與肥胖危 險(xiǎn)性關(guān)系 人類基因中有許多位點(diǎn)的單核苷酸呈現(xiàn)出多態(tài)性，目前研究者就PLIN基因1237TC； 1243CT； 1323CG； 6209TC； 10171AT； 11482GA；13041AG；14995AT；位點(diǎn)單核苷酸多態(tài)性與肥胖危險(xiǎn)因素的關(guān)系在不同種族人群中進(jìn)行了研究。 嚴(yán)衛(wèi)麗等人就1237TC和1243CT位點(diǎn)單核苷酸多態(tài)性在中國(guó)漢族人中進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)：1

8、237TC和1243CT多態(tài)性與高血壓和肥胖無(wú)關(guān)，但1243CT位點(diǎn)多態(tài)性與總膽固醇水平升高有關(guān)。 有研究者表明在白人中6209TC和11482AT與肥胖危險(xiǎn)無(wú)關(guān)聯(lián)，13041AG和14995AT與白人婦女肥胖危險(xiǎn)有關(guān)聯(lián)，而在男人中無(wú)關(guān)聯(lián)。 PLIN基因位點(diǎn)單核苷酸多態(tài)性與肥胖危險(xiǎn)的關(guān)系顯示出性別和種族的差異，說(shuō)明PLIN基因?qū)θ祟惙逝治ｋU(xiǎn)因素調(diào)控具有種族和性別依賴性。六、perilipin表達(dá)與人類肥胖關(guān)系 此類研究較少，且由于研究對(duì)象的體重指數(shù)跨度不同，研究對(duì)象樣本量較小，所取脂肪組織部位不同等諸多因素，peri表達(dá)與人類肥胖的關(guān)系的研究結(jié)果不一致。 Mottagui-Tabar等人測(cè)定肥胖及正常婦女皮下脂肪組織的脂解率和peri的表達(dá)發(fā)現(xiàn)肥胖婦女基礎(chǔ)脂解率和非腎上腺素刺激的脂解率較正常婦女升高近2-4倍，而peri蛋白表達(dá)下降50。 wang等人研究示非肥胖個(gè)體periA mRNA是肥胖個(gè)體的2倍，非肥胖個(gè)體perilinp蛋白的量比肥胖個(gè)體個(gè)高近1倍。嚴(yán)重肥胖個(gè)體皮下脂肪組織peri mRNA顯著高于網(wǎng)膜組織，而