Введение
Рецептор липопротеина очень низкой плотности (VLDLR) является трансмембранным липопротеиновым рецептором семейства рецепторов липопротеина низкой плотности (LDL). VLDLR демонстрирует значительную гомологию с членами этой линии. Открыт в 1992 году Т. Ямамото, VLDLR широко распространен по всей ткани тела, включая сердце, скелетную мышцу, жировую ткань и мозг, но отсутствует в печени. Этот рецептор играет важную роль в поглощении холестерина, метаболизме аполипопротеина Е, содержащего липопротеины, богатые триацилглицеролом, и миграции нейронов в развивающемся мозге. У людей VLDLR кодируется геном VLDLR. Мутации этого гена могут привести к различным симптомам и заболеваниям, которые включают лисценцефалию I типа, гипоплазию мозжечка и атеросклероз.
The very low density lipoprotein receptor (VLDLR) is a transmembrane lipoprotein receptor of the low density lipoprotein (LDL) receptor family. VLDLR shows considerable homology with the members of this lineage. Discovered in 1992 by T. Yamamoto, VLDLR is widely distributed throughout the tissues of the body, including the heart, skeletal muscle, adipose tissue, and the brain, but is absent from the liver. This receptor has an important role in cholesterol uptake, metabolism of apolipoprotein E containing triacylglycerol rich lipoproteins, and neuronal migration in the developing brain. In humans, VLDLR is encoded by the VLDLR gene. Mutations of this gene may lead to a variety of symptoms and diseases, which include type I lissencephaly, cerebellar hypoplasia, and atherosclerosis.
Структура белка
VLDLR является членом семейства рецепторов липопротеинов низкой плотности (LDL), которые полностью состоят из трансмембранных липопротеиновых рецепторов типа I. Все члены этого семейства имеют пять высококонсервативных структурных доменов: внеклеточный N-терминал лиганд-связывающий домен с цистеиновыми повторяющимися (также называемыми повторяющимися лиганд-связывающимися), эпидермальный фактор роста (EGF), O-связанный домен гликозилирующего сахара, одиночную трансмембранную последовательность и цитоплазматический домен, который содержит последовательность NPxY. Мотив NPxY функционирует при передаче сигнала и таргетировании рецепторов на покрытые ямы и состоит из последовательности Asparagine Proline X Tyrosine, где X может быть любой аминокислотой. Подражая этой общей структуре, VLDLR имеет восемь, 40 аминокислотных длинных цистеиновых повторов в своем внеклеточном N-терминальном лигандном связующем домене. Каждый из этих цистеинобогатых повторов, как в VLDLR, так и в LDLR, имеет три дисульфидные связи и скоординированный ион Ca2+. N-концовка также состоит из остатка глицина, за которым следуют 27 гидрофобных остатков, которые составляют сигнальный пептид. и еще два повторных EGF. В VLDLR O связанный домен гликозилирования, следующий в последовательности, имеет много остатков треонина и серина и в общей сложности 46 аминокислот. Трансмембранный домен, который функционирует при закреплении рецепторов на мембране, имеет длину 22 аминокислот. VLDLR также показывает высокую гомологию среди различных видов. ВЛДР человека, мыши, крыс и кроликов идентична на 95%. Кроме того, сохранность соответствующего белка у кур составляет приблизительно 84%. Этот уровень гомологии между видами намного выше, чем уровень, обнаруженный для LDLR. Следовательно, эти сравнения генов показывают, что VLDLR и LDLR расходились раньше, чем LDLR у позвоночных.
Ингибиторы
В качестве соединений, связывающих VLDLR, были идентифицированы рецепторно- ассоциированный белок (RAP) и тромбосподин 1 (THBS1). Во многих случаях эти соединения оказывают ингибирующее действие. THBS1 связывается с VLDLR и блокирует связывание лигандов.
Распределение тканей и экспрессия
VLDLR встречается по всему телу, с особенно высокой экспрессией в жирных тканях из-за их высокого уровня триглицеридов, основного лиганда VLDLR. К ним относятся ткани сердца, скелетных мышц и жировой ткани. Кроме того, рецептор находится в макрофагах, эндотелиальных клетках капилляров, VLDLR связывает белок реелина с внутриклеточным сигнальным белком Dab1, который сообщает отдельным нейронам, куда идти в анатомии мозга. Мутации в VLDLR часто не приводят к серьезной дезорганизации, как это наблюдается в реелинных мутациях. Однако мутация VLDLR приводит к некоторой дезорганизации, в основном расположенной в мозжечке, где, как полагают, VLDLR наиболее заметна. VLDLR в первую очередь отвечает за правильное расслоение пирамидальных клеток в слой 1 коры головного мозга. В частности, отсутствие VLDLR может привести к эктопическому накоплению пирамидальных клеток в этой области. Многие особенности этого пути все еще исследуются. Пока неизвестно, фосфорилируется ли Dab1 в результате эндоцитоза реелина или есть ли в этом какой-либо другой механизм. В дополнение к организации неокортекса, VLDLR также играет роль в нейронной миграции гиппокампа и клеток Пуркинье в мозжечке. Однако многое в этом процессе до сих пор неизвестно. Также было показано, что VLDLR снижает вероятность преждевременного сердечного заболевания и инсульта, поскольку VLDLR очищает липопротеин А (Lp(a), основной наследственный фактор риска этих заболеваний. Кроме того, лиссенцефалия типа 1 тесно связана с гипоплазией мозжечка.
Гипоплазия мозжечка, связанная с VLDLR
Синдром дисбаланса (СДС) был впервые описан в 1970-х годах как непрогрессирующее неврологическое расстройство. В исследовании 2005 года DES был переименован в VLDLR связанную гипоплазию мозжечка (VLDLRCH), после того как его причина была связана с нарушением гена VLDLR. Было выявлено по меньшей мере шесть мутаций, влияющих на гомозиготный рецессивный аллель гена VLDLR, и обнаружено, что они вызывают VLDLRCH. Некоторые из этих мутаций были локализованы на конкретных экзонах, кодирующих ген. Одной из таких мутаций является переход от цитозина к тимину в паре оснований 1342 в экзоне 10, который вызывает замену в Arg448 для сигнала окончания. Аналогичным образом, есть доказательства перехода цитозина к тимину в паре оснований номер 769 в экзоне 5, что вызывает замену в Arg257 для сигнала окончания. Третья известная мутация вызвана гомозиготной делецией 1-й базовой пары в экзоне 17, которая вызывает смещение кадра и преждевременное прекращение в O-связанном домене сахара. Все эти изменения в гене VLDLR препятствуют производству VLDLR и поэтому называются мутациями с потерей функции. Признанные симптомы VLDLRCH - это умеренная или тяжелая интеллектуальная инвалидность, судороги, дизартрия, косоглазие и задержка передвижения. В некоторых случаях дети с VLDLRCH учатся ходить очень поздно в развитии после шести лет или никогда не учатся ходить самостоятельно. Частота этого заболевания неизвестна, поскольку ранняя диагностика VLDLRCH затруднена с помощью методов визуализации. Это связано с родством родителей и встречается в уединенных общинах, таких как хуттериты и инбридные семьи из Ирана и Турции.
Атеросклероз
Атеросклероз характеризуется чрезмерным накоплением холестерина макрофагами, что приводит к их превращению в пенные клетки. Это накопление холестерина вызвано нарушением регулирования притока и вытока холестерина. Поскольку макрофаги не обладают способностью ограничивать приток холестерина, баланс полностью зависит от путей его выброса. VLDLR экспрессируется макрофагами и участвует в поглощении липопротеинов. Уникально, что VLDLR не реагирует на нагрузку холестерина, вероятно, из-за отсутствия механизмов обратной связи. Неспособность контролировать поглощение липопротеинов делает VLDLR проатерогенным фактором. Эта характеристика подтверждается результатами исследования 2005 года, в котором повторное введение VLDLR в мышей с VLDLR-нокаутом привело к значительному увеличению развития атеросклеротических поражений.