脂肪酸結合蛋白生物學特性及對脂肪代謝調控的研究進展

　　20世紀70年代美國加州大學的Ocker等在研究大鼠的小腸脂肪酸吸收的調節(jié)時，在腸粘膜發(fā)現(xiàn)了脂肪酸結合蛋白(FABP)。它是一族同源性的小分子細胞內蛋白質，廣泛存在于動物腸、心、腦、脂肪、骨骼肌等多種細胞內，占細胞內可溶性蛋白總量的3%～8%。主要參與細胞內脂肪酸的運輸，可將脂肪酸從細胞膜上運送到甘油三酯和磷脂合成的位點。至今為止，已發(fā)現(xiàn)至少存在9種類型的FABP，并以分離或鑒定的第一種組織命名。分別為心型(H)、脂肪細胞型(A)、肝型(L)、腸型(I)、腦型(B)、回腸型(I1)、上皮細胞型(E)、髓磷脂型(My)、睪丸型，其中一些類型只存在于一種組織，如I、 A、My、B、睪丸型;H型則存在于許多組織器官中，如心臟、骨胳肌、平滑肌、主動脈、腎臟、腦等;一些組織器官如腎、胃、卵巢含多種類型FABP，在腸上皮的細胞內就含有不同類型的FABP(I、L)?！　? 脂肪酸結合蛋白生化結構特點、類型、分布
　　1.1 結構特點
　　FABPs一般含有126-137個氨基酸，分子量在 14-16 kDa之間，表現(xiàn)出 38%-70%的氨基酸序列的相似性，該族基因大都含有4個外顯子和3個內含子，只是不同類型FABPs基因的內含子大小有差別(1.2-8.4kb)。通過各種生物物理技術研究表明，F(xiàn)ABP家族在三級結構上具有共同的特點：在核苷酸鏈的N端附近有兩條短的α-螺旋，緊接著是10條反平行的β-鏈，然后它們組裝成兩個幾乎正交的β-折疊。
　　1.2 類型與分布
　　通過不同的方法(如凝膠過濾、離子交換、親和色譜以及電泳技術等)研究，人們發(fā)現(xiàn)：除細胞外液以及特定的細胞類型(如紅細胞和Kupfer細胞)，哺乳動物的所有組織中都存在該種蛋白。此外，F(xiàn)ABPs 還存在于鳥類、魚類以及昆蟲的與脂肪代謝相關的組織中。細胞的脂類結合蛋白中，該蛋白家族的濃度顯著高于其它一些蛋白(如非特異性的脂類轉運蛋白、磷脂轉運蛋白、?；鵆oA結合蛋白等)。FABPs類型表現(xiàn)出組織和細胞的特異性，其命名也是根據(jù)分離出的第一種組織來確定的。在某些組織里，一種FABP類型局限于特定的細胞，如肝細胞里的肝FABP，而某些組織里許多FABP類型存在于不同的或相似的細胞類型里。4種FABP在胃里表達，但是存在細胞類型和發(fā)展階段的差異;肝臟和心臟的FABP是在腎臟的不同位置;在空腸和回腸的腸細胞里都可以發(fā)現(xiàn)肝和腸FABP;心臟FABP是最普遍的一種類型，除了心臟和骨骼肌，還有許多組織含有這種蛋白;腸型、脂肪細胞型、髓磷脂型和表皮的FABP類型局限于一種組織或器官中。
2 脂肪酸結合蛋白生物學功能
　　2.1 結合長鏈脂肪酸
　　在FABPs分子中心有高親和力的結合位點，與長鏈FA以非共價鍵結合。它還能結合長鏈脂酰CoA、膽固醇、膽固醇酯及花生四烯酸。FABPs這種結合特性可以緩解不飽和脂肪酸對細胞的損傷作用。
　　2.2 參與脂肪酸的攝取和轉運，調節(jié)脂類代謝
　　脂肪酸通過各種細胞質膜的轉運一般認為是簡單擴散和脂類分離的被動過程。這種轉運隨之就結合到細胞質FABPs上，然后運輸?shù)郊毎骼铮蛘哐刂毎麅饶だ^續(xù)移動。FABPs能夠加強脂肪酸的轉運擴散，促進細胞膜吸附脂肪酸。它不僅能結合囊泡和脂質體中的脂肪酸，還能結合線粒體膜和脂單層中的脂肪酸。FABPs通過對FA的攝取、運載、酯化和β氧化等環(huán)節(jié)，調節(jié)FA的氧化供能及磷脂、甘油三酯的代謝。
　　2.3 調節(jié)細胞內脂肪酸的濃度，調控多種細胞內的生化反應過程
　　在多酶系統(tǒng)中進行的有關FABPs在脂肪酸及其CoA濃度調控中作用的研究結果表明：FABPs可能影響脂類代謝的酶，還阻斷或逆轉脂肪酸及其酰基-CoA對其它酶及細胞膜的作用。大量的FABPs使細胞擁有一個細胞內的脂肪酸池，能夠在一個較大的濃度范圍內將游離脂肪酸的濃度維持在較低的水平。此外，F(xiàn)ABPs在長鏈脂肪酸的攝入以及維持機體代謝內環(huán)境平衡中的重要作用已經通過基因破壞實驗得到證明。
　　2.4 參與細胞內脂肪酸隔室化分布
　　Ockner用3H-油酸灌胃，同時靜脈注射14C-油酸，結果發(fā)現(xiàn)3H-油酸的成分摻入到胞漿中的甘油三酯、脂肪酸衍生物，進而被氧化組成磷脂分子。提示小腸上皮細胞的FABP參與了脂肪酸隔室化分布。此外，F(xiàn)ABPs的功能還表現(xiàn)在調節(jié)細胞增殖和生長，調節(jié)基因轉錄、信號轉導，增加疏水配基在腦漿中溶解，促進跨膜轉運等方面。