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.

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.