Las apolipoproteínas son proteínas que se unen a los lípidos (sustancias liposolubles como las grasas, el colesterol y las vitaminas liposolubles ) para formar lipoproteínas . Transportan los lípidos en la sangre , el líquido cefalorraquídeo y la linfa .
Los componentes lipídicos de las lipoproteínas son insolubles en agua. Sin embargo, debido a sus propiedades similares a las de los detergentes ( anfipáticas ), las apolipoproteínas y otras moléculas anfipáticas (como los fosfolípidos ) pueden rodear a los lípidos, creando una partícula de lipoproteína que es soluble en agua y, por lo tanto, puede transportarse a través de los fluidos corporales (es decir, sangre, linfa).
Además de estabilizar la estructura de las lipoproteínas y solubilizar el componente lipídico, las apolipoproteínas interactúan con los receptores de lipoproteínas y las proteínas de transporte de lípidos, participando así en la captación y eliminación de lipoproteínas. También actúan como cofactores enzimáticos para enzimas específicas implicadas en el metabolismo de las lipoproteínas. [1]
El virus de la hepatitis C (VHC) también utiliza las apolipoproteínas para permitir la entrada, el ensamblaje y la transmisión del virus. Desempeñan un papel en la patogénesis viral y la evasión viral de los anticuerpos neutralizantes. [2]
Diferentes lipoproteínas contienen diferentes clases de apolipoproteínas, que influyen en su función.
La apolipoproteína AI (apoA1) es el principal componente proteico estructural de las lipoproteínas de alta densidad (HDL), aunque está presente en otras lipoproteínas en cantidades más pequeñas. [3] La apolipoproteína A-IV (apoA4) está presente en los quilomicrones , las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) y las HDL. Se cree que actúa principalmente en el transporte inverso del colesterol [4] y en la absorción intestinal de lípidos a través del ensamblaje y la secreción de quilomicrones. Se sugiere que la apoA-IV sintetizada en el hipotálamo es un factor saciante que regula la ingesta de alimentos del roedor. [5] [1]
La apolipoproteína B desempeña un papel particularmente importante en el transporte de lipoproteínas, siendo la proteína organizadora principal de muchas lipoproteínas. [1]
La apolipoproteína C-III (apoC3) desempeña un papel importante en el metabolismo lipídico, específicamente en la regulación del metabolismo de las lipoproteínas ricas en triglicéridos (TRL). [6]
La apolipoproteína D (apoD) es una proteína transportadora soluble de moléculas lipofílicas en neuronas y células gliales dentro del sistema nervioso central y periférico y la apoD también puede modular la estabilidad y el estado de oxidación de estas moléculas. [7]
La apolipoproteína E (apoE) desempeña un papel importante en el transporte y la captación de colesterol a través de su interacción de alta afinidad con los receptores de lipoproteínas, incluido el receptor de lipoproteína de baja densidad (LDL). La apoE es la lipoproteína principal del sistema nervioso central . Hallazgos recientes con apoA1 y apoE sugieren que las estructuras terciarias de estos dos miembros de la familia de genes de apolipoproteína intercambiable humana están relacionadas. [8] La estructura tridimensionaldel dominio de unión al receptor de LDL de la apoE indica que la proteína forma un haz de cuatro hélices inusualmente alargado que puede estabilizarse mediante un núcleo hidrofóbico muy compacto que incluye interacciones de tipo cremallera de leucina y mediante numerosos puentes salinos en la superficie mayoritariamente cargada. Los aminoácidos básicos importantes para la unión al receptor de LDL se agrupan en un parche superficial en una hélice larga . [9]
La apolipoproteína F (apoF) es una de las apolipoproteínas menores en el plasma sanguíneo y es una proteína inhibidora de la transferencia de lípidos que inhibe las transferencias de ésteres de colesterol y triglicéridos mediadas por la proteína de transferencia de ésteres de colesterol. [10] [11]
La apolipoproteína M (apoM) participa en el metabolismo lipídico y exhibe funciones antiateroscleróticas y se presenta en las lipoproteínas de alta densidad (HDL), lipoproteínas de baja densidad (LDL) y lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL). [12]
Existen múltiples clases de apolipoproteínas y varias subclases:
Las apolipoproteínas intercambiables (apoA, apoC y apoE) tienen la misma estructura genómica y son miembros de una familia de múltiples genes que probablemente evolucionó a partir de un gen ancestral común . Apo-AI y ApoA4 son parte del grupo de genes APOA1/C3/A4/A5 en el cromosoma 11. [14]
Se han descrito cientos de polimorfismos genéticos de las apolipoproteínas, muchos de ellos alteran su estructura y función.
El grupo de apoliproteínas intercambiables está bien conservado en los vertebrados . [15] La familia se diversificó por duplicación, siendo el gen ancestral más similar a ApoC1. [16]
Más allá de los vertebrados, las proteínas similares a la ApoA/C/E intercambiable y a la Apo-B no intercambiable se encuentran en una amplia gama de animales y coanoflagelados . Esto sugiere que el animal ancestral ya tenía ambos tipos de apolipoproteínas. En los artrópodos en particular, las apolipoproteínas que transportan diacilglicerol se conocen como apolipoforinas , siendo la similar a la ApoA/C/E conocida como apolipoforina III y la similar a la Apo-B conocida como apolipoforina I/II. [16]
La síntesis de apolipoproteína en el intestino está regulada principalmente por el contenido de grasa de la dieta.
La síntesis de apolipoproteína en el hígado está controlada por una serie de factores, entre ellos la composición de la dieta, las hormonas ( insulina , glucagón , tiroxina , estrógenos , andrógenos ), la ingesta de alcohol y diversos fármacos ( estatinas , niacina y ácidos fíbricos ). La ApoB es una apoproteína integral, mientras que las demás son apoproteínas periféricas.
La síntesis de apolipoproteínas como ApoA4 en el hipotálamo participa en la integración de señales para la regulación de la ingesta de alimentos [5] que está regulada por el nervio vago y la colecistoquinina . [17]
Se ha sugerido que la apolipoproteína está implicada en varios tipos de enfermedades y disfunciones.
El nivel de ApoC1 aumenta en pacientes con dolor neuropático y fibromialgia, lo que sugiere que juega un papel importante en la aparición de estas afecciones. [18]
La apoC3 es un factor de riesgo de enfermedad cardiovascular. La acumulación de TRL plasmáticos causada por un nivel elevado de apoC-III conduce a hipertrigliceridemia. [19]
El nivel de ApoD aumenta en el sistema nervioso con una gran cantidad de trastornos neurológicos, incluida la enfermedad de Alzheimer, la esquizofrenia y los accidentes cerebrovasculares. [7]
La ApoE se ha relacionado con la demencia y la enfermedad de Alzheimer . [20]
La apo(a) es un componente de la lipoproteína(a) (Lp(a)) y un nivel elevado de Lp(a) plasmática es un factor de riesgo hereditario, independiente y posiblemente causal de la enfermedad cardiovascular aterosclerótica (ASCVD). [21] Las lipoproteínas ricas en colesterol que contienen apoB también participan en la patogénesis de la ASCVD.