脂肪酸结合蛋白及对动物脂肪代谢的作用
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L-FABP与脂类代谢相关疾病的研究进展孙瑞青;赵严;贾蓉蓉;邱雷【摘要】肝型-脂肪酸结合蛋白(liver-fatty acid binding protein,L-FABP)是一类在肝脏内含量丰富的细胞内蛋白质,它属于细胞内脂质结合家族的一类,并有着特殊的意义,并参与脂肪酸和其他脂质配体的吸收、转运、代谢,与核信号、细胞内脂解作用密切相关,它可以同时结合两个脂肪酸分子,并容纳大量的生理学配体如胆红素、脂肪酸的酰基辅酶等.近年来,有关L-FABP与脂类代谢疾病已成为国内学者关注的热点.本文将就L-FABP的分子结构、功能、基因表达调控及与脂类代谢疾病的研究进展作一综述.【期刊名称】《胃肠病学和肝病学杂志》【年(卷),期】2014(023)004【总页数】5页(P368-372)【关键词】肝型-脂肪酸结合蛋白;脂肪酸;脂类代谢疾病【作者】孙瑞青;赵严;贾蓉蓉;邱雷【作者单位】苏州大学附属第一医院消化内科,江苏苏州215006;上海市第十人民医院同济大学附属第十人民医院消化科;上海市第十人民医院同济大学附属第十人民医院消化科;上海市第十人民医院同济大学附属第十人民医院消化科【正文语种】中文【中图分类】R575.520世纪70年代早期,人们在体外实验发现,哺乳动物细胞内富含一种相对分子质量为14~15 KD的低分子量胞浆超家族蛋白,即脂肪酸结合蛋白家族(fatty acid-binding proteins,FABPs),随着近年来分子生物学技术的逐年进步,人们对FABPs的研究更加深入。
迄今为止,FABPs家族成员已经至少发现了9种,各成员氨基酸顺序有20% ~70%的同源性,并有高度的组织特异分布,包括肝脏型、小肠、心肌、脂肪细胞、表皮、回肠、脑、鞘磷脂和睾丸组织[1]。
FABPs能够特异性的结合脂肪酸,被称为脂质伴侣。
其中肝型-脂肪酸结合蛋白(liver-fatty acid binding protein,L-FABP)是至今研究最多的一类FABP。
脂肪酸结合蛋白测定一、引言脂肪酸结合蛋白(Fatty Acid Binding Protein,FABP)是一种小分子量的蛋白质,广泛存在于动物和植物细胞中。
FABP在脂肪酸的转运、代谢和信号传导等方面发挥着重要作用。
因此,FABP的测定对于研究脂肪代谢和相关疾病具有重要意义。
本文将介绍FABP的测定方法及其在临床应用中的意义。
二、FABP的分类FABP是一类小分子量的蛋白质,根据其组织来源和功能,可以分为多种类型。
目前已知的FABP主要有以下几种:1. 肝型FABP(Liver FABP,L-FABP):主要存在于肝脏和肠道上皮细胞中,参与脂肪酸的转运和代谢。
2. 心型FABP(Heart FABP,H-FABP):主要存在于心肌细胞中,参与心肌细胞内脂肪酸的转运和代谢。
3. 肌型FABP(Muscle FABP,M-FABP):主要存在于骨骼肌和心肌细胞中,参与脂肪酸的转运和代谢。
4. 脑型FABP(Brain FABP,B-FABP):主要存在于神经系统中,参与脂肪酸的转运和代谢。
5. 胆固醇结合蛋白(Cholesterol Binding Protein,CBP):主要存在于肝脏和肠道上皮细胞中,参与胆固醇的代谢和转运。
三、FABP的测定方法FABP的测定方法主要有免疫学方法和生物化学方法两种。
1. 免疫学方法免疫学方法是目前应用最广泛的FABP测定方法之一。
该方法利用特异性抗体与FABP结合,形成抗原-抗体复合物,再通过酶标记或荧光标记等方法进行检测。
免疫学方法具有灵敏度高、特异性好、操作简便等优点,但也存在一定的局限性,如受到干扰物质的影响等。
2. 生物化学方法生物化学方法是利用FABP与脂肪酸结合的特性,通过测定FABP与脂肪酸结合的程度来确定FABP的含量。
该方法具有操作简便、成本低等优点,但灵敏度较低,且受到脂肪酸浓度的影响。
四、FABP在临床应用中的意义FABP在临床应用中具有重要意义。
脂肪酸与清蛋白结合
首先,脂肪酸与清蛋白结合有助于脂肪酸的运输。
由于脂肪酸
本身是疏水性分子,不溶于水,因此需要与水溶性的载体结合才能
在血液中进行运输。
清蛋白是一种主要的蛋白质载体,它能够与脂
肪酸结合,形成脂蛋白复合物,从而使脂肪酸能够在血液中被有效
地运输到各个组织细胞中。
其次,脂肪酸与清蛋白结合还有助于调节脂肪酸的代谢和利用。
清蛋白不仅是脂肪酸的运输者,还可以通过调节脂肪酸的释放和利
用来维持血液中脂肪酸的平衡。
这种调节作用对于维持人体内脂肪
酸的平衡和能量代谢具有重要意义。
此外,脂肪酸与清蛋白结合还与一些疾病的发生和发展密切相关。
例如,研究表明,血清清蛋白中脂肪酸的含量与心血管疾病的
发病风险密切相关。
清蛋白中脂肪酸的含量过高或过低都可能对心
血管健康造成不良影响。
总的来说,脂肪酸与清蛋白结合是一个复杂的生物化学过程,
它在人体内起着多种重要的生理作用,包括脂肪酸的运输、代谢调
节以及与疾病的关联等方面。
对于这一过程的深入研究有助于我们
更好地理解脂质代谢的调控机制,为相关疾病的预防和治疗提供理论依据。
脂肪酸与清蛋白结合全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:脂肪酸与清蛋白结合是一种重要的生物化学过程,对人体健康起着至关重要的作用。
脂肪酸是构成脂肪的一种有机化合物,是人体细胞的主要能量来源之一,同时也参与到细胞膜的构成中。
清蛋白是一种血浆蛋白,在人体内扮演着将营养物质运输到细胞的角色。
脂肪酸与清蛋白的结合不仅可以促进脂肪酸的运输和利用,还可以影响人体内脂肪代谢的平衡,对维持人体内部环境的稳定至关重要。
脂肪酸与清蛋白结合如何发生呢?脂肪酸主要通过食物摄入,进入肠道后被吸收到血液中。
在血液中,脂肪酸并不是简单地溶解在血浆中,而是通过结合清蛋白形成复合物进行运输。
清蛋白是一种有电荷的蛋白质,它能够与脂肪酸的疏水端相互结合,形成脂质-清蛋白复合物。
这种结合不仅可以增加脂肪酸在血液中的稳定性,还可以促进其在细胞间的传递和利用。
脂肪酸与清蛋白结合的作用有哪些呢?脂肪酸与清蛋白结合能够增加脂肪酸在血液中的溶解度,减少其在血管壁沉积的风险,降低心血管疾病的发生风险。
脂肪酸与清蛋白结合可以促进脂肪酸的运输和利用,提高人体对脂肪的能量利用效率。
脂肪酸与清蛋白结合还能影响人体内脂肪代谢的平衡,调节血脂水平,维持人体内部环境的稳定。
在日常生活中,如何保持脂肪酸与清蛋白的良好结合状态呢?要合理饮食,控制脂肪酸的摄入量,尽量选择健康的脂肪来源,如橄榄油、鱼油等。
要适量运动,增加体内清蛋白的合成和分泌,促进脂肪酸的运输和利用。
要保持良好的生活习惯,避免暴饮暴食、熬夜等不良习惯,有助于维持体内脂肪代谢的平衡,保护心脑血管健康。
第二篇示例:脂肪酸与清蛋白是我们生活中经常听到的两个营养成分。
它们在人体内有不可或缺的作用,同时也存在着相互关联的关系。
本文将探讨脂肪酸与清蛋白的结合及其在人体内的作用。
脂肪酸是一类生物分子,是构成脂肪和油的主要成分之一。
它们是长链脂肪酸,由一个羧基(-COOH)和一个碳水化合物链组成。
脂肪酸可以分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。
脂肪酸转运蛋白1
脂肪酸转运蛋白1(FATP1)是一种跨膜蛋白,主要参与动物体内脂肪酸的转运。
它在多种组织中均有表达,包括脂肪组织、心脏和肌肉等。
研究表明,FATP1能与脂肪酸结合,引导外源性脂肪酸进入细胞,作为底物合成胞内甘油三酯。
敲除FATP1基因的小鼠,其脂肪细胞中甘油三酯的含量显著降低。
此外,过量表达FATP1可以加速脂肪酸的转运,对维持脂肪和肌肉组织的能量平衡、产热以及胰岛素抵抗等重要生理过程具有调控作用。
脂肪酸转运蛋白1(FATP1)的作用主要是在细胞膜上摄取长链脂肪酸,并将其从胞外转运到胞内。
它能够介导细胞内脂肪酸的转运,参与脂肪酸的氧化、甘油三酯的合成以及脂质代谢等过程。
FATP1还受到激素和一些转录因子的调控,在畜禽研究中发现该基因是肉质等性状的重要候选基因。
以上信息仅供参考,如有需要,建议查阅相关文献或咨询专业医生。
脂肪酸结合蛋白2
脂肪酸结合蛋白2(FABP2)是一种小分子蛋白质,主要在肠道中表达,其主要功能是与脂肪酸结合并转运到肠黏膜细胞内。
FABP2是一种细胞内蛋白,其在肠道中的表达量与脂肪酸吸收和代谢有关。
FABP2的发现可以追溯到20世纪60年代,当时科学家们对肠道吸收脂肪的机制进行了研究。
最初,FABP2被认为是一种肝脏蛋白,但后来的研究表明,FABP2主要在肠道中表达,其在肠道上皮细胞中的表达量与脂肪酸吸收和代谢密切相关。
FABP2的结构和功能已经得到了广泛的研究。
该蛋白质由127个氨基酸组成,形成了一个小分子结构。
FABP2的结构中包含一个脂肪酸结合口袋,该口袋可以与脂肪酸结合并促进其转运到肠黏膜细胞内。
FABP2的结构和功能也与其他FABP家族成员相似,这些家族成员在不同的细胞类型中表达,并参与脂肪酸代谢的各个方面。
FABP2的功能不仅限于脂肪酸转运。
最近的研究表明,FABP2还参与了其他生物学过程,如炎症反应、细胞凋亡和肿瘤发生等。
此外,FABP2的表达水平也与许多代谢性疾病的发生和发展密切相关,如肥胖症、糖尿病和心血管疾病等。
总之,FABP2是一种重要的脂肪酸转运蛋白,在肠道中发挥着重要的作用。
FABP2的结构和功能已经得到了广泛的研究,并且其在代谢性疾病的发生和发展中也扮
演着重要的角色。
心型脂肪酸结合蛋白指南1. 引言心型脂肪酸结合蛋白(FABP)是一类重要的蛋白质家族,它在细胞内负责运输和调节脂质代谢。
本指南将详细介绍心型脂肪酸结合蛋白的特点、功能以及相关研究进展。
2. 心型脂肪酸结合蛋白的特点心型脂肪酸结合蛋白是一类小分子量的蛋白质,约为14-15kDa。
它们主要存在于细胞质中,但也可在细胞核、线粒体等细胞亚结构中发现。
心型脂肪酸结合蛋白具有以下特点:•高度保守性:心型脂肪酸结合蛋白在不同物种中具有高度保守性,表明其在生物体内发挥重要功能。
•结构稳定:心型脂肪酸结合蛋白的结构稳定,能够保护结合的脂质分子免受降解和氧化的影响。
•亲水性:心型脂肪酸结合蛋白具有亲水性,能够与细胞内的水分子形成稳定的络合物。
3. 心型脂肪酸结合蛋白的功能心型脂肪酸结合蛋白在细胞内具有多种重要功能,包括:3.1 脂质运输心型脂肪酸结合蛋白能够结合游离脂肪酸,将其从细胞膜或内质网中运输到线粒体等细胞亚结构中,参与脂肪酸的β氧化代谢。
心型脂肪酸结合蛋白通过与脂质的结合,保护脂质分子免受氧化和降解的影响,从而维持细胞内脂质的平衡。
3.2 信号转导心型脂肪酸结合蛋白在细胞内还参与信号转导过程。
它们能够结合一些信号分子,如细胞因子、激素等,调节细胞内的代谢和生理功能。
心型脂肪酸结合蛋白通过与信号分子的结合,介导信号传递,参与调控细胞的生长、分化和凋亡等过程。
3.3 肿瘤相关近年来的研究表明,心型脂肪酸结合蛋白在肿瘤的发生和发展中扮演重要角色。
它们参与调节肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力,对肿瘤的恶性程度和预后有一定的影响。
心型脂肪酸结合蛋白可能成为肿瘤治疗和预防的潜在靶点。
4. 心型脂肪酸结合蛋白的研究进展4.1 结构与功能研究通过对心型脂肪酸结合蛋白的结构与功能进行研究,可以深入了解其与脂质的相互作用机制,揭示其在细胞内的作用方式。
研究人员利用X射线晶体学、核磁共振等技术手段解析了心型脂肪酸结合蛋白的三维结构,进一步研究其与脂质的结合模式和结合亲和力。
脂肪细胞分化和代谢的调控机制人类身体内的每一个细胞都有着分布不同的任务,其中,脂肪细胞作为能源储备的细胞,也具有其他生理功能。
脂肪细胞分化的过程被研究者们视为重要的体脂代谢调控机制,它对人体健康具有重要意义。
本文将分别从脂肪细胞分化和代谢两方面着手,探讨它们的调控机制。
一、脂肪细胞分化的调控机制脂肪细胞分化是由分化因子调控的一系列过程,其中最重要的两个因子是PPARγ和C/EBPα。
1. PPARγ的作用PPARγ是脂肪细胞分化的主要转录因子,它是一种核受体,可以结合到靶基因的PPRE区域,作用于转录起始位点,从而诱导脂肪细胞分化。
同时,PPARγ也是脂肪酸调控的重要因素。
在细胞中,PPARγ可以结合FABP4和CD36等脂肪酸转运蛋白,促进脂肪酸的摄取。
此外,PPARγ还能够参与到脂肪酸的β-氧化过程中,从而促进三酰甘油的分解。
2. C/EBPα的作用C/EBPα是脂肪细胞分化的另一个重要转录因子。
C/EBPα的表达水平在脂肪细胞分化初期会逐渐上升,最终促进脂肪细胞分化的完成。
此外,C/EBPα也能够诱导FABP4和CD36等脂肪酸转运蛋白的表达,从而促进脂肪酸的摄取和代谢。
脂肪细胞分化过程中,还涉及到Wnt、SREBP和TGF-β等家族的信号转导通路。
在不同的时间点,这些通路对脂肪细胞分化的调节作用也各不相同。
二、脂肪细胞代谢的调控机制1. β-氧化过程的调控β-氧化是脂肪酸的主要代谢途径,是三酰甘油分解过程中最关键的环节之一。
β-氧化的速率受到多种因素的调控,其中很重要的一点是亚细胞定位。
在线粒体内,脂肪酸需要先进入线粒体,被β-氧化酶所催化。
因此线粒体的数量和质量也影响着β-氧化的速率。
肌肉中,训练可以增加线粒体数量,从而促进脂肪酸的摄取和β-氧化。
此外,β-氧化的速率还受到内质网、细胞质中脂肪酰辅酶A水平和酒石酸循环的影响。
2. 脂肪酸摄取过程的调控脂肪酸的摄取受到肠道吸收和血液循环的影响,由此也影响着脂肪细胞内脂肪酸的存储量。
脂肪酸结合蛋白生物学特性及对脂肪代谢调控的研究进展。
20世纪70年代美国加州大学的Ocker等在研究大鼠的小肠脂肪酸吸收的调节时,在肠粘膜发现了脂肪酸结合蛋白(FABP)。
它是一族同源性的小分子细胞内蛋白质,广泛存在于动物肠、心、脑、脂肪、骨骼肌等多种细胞内,占细胞内可溶性蛋白总量的3%~8%。
主要参与细胞内脂肪酸的运输,可将脂肪酸从细胞膜上运送到甘油三酯和磷脂合成的位点。
至今为止,已发现至少存在9种类型的FABP,并以分离或鉴定的第一种组织命名。
分别为心型(H)、脂肪细胞型(A)、肝型(L)、肠型(I)、脑型(B)、回肠型(I1)、上皮细胞型(E)、髓磷脂型(My)、睾丸型,其中一些类型只存在于一种组织,如I、 A、My、B、睾丸型;H型则存在于许多组织器官中,如心脏、骨胳肌、平滑肌、主动脉、肾脏、脑等;一些组织器官如肾、胃、卵巢含多种类型FABP,在肠上皮的细胞内就含有不同类型的FABP(I、L)。
1 脂肪酸结合蛋白生化结构特点、类型、分布1.1 结构特点FABPs一般含有126-137个氨基酸,分子量在 14-16 kDa之间,表现出 38%-70%的氨基酸序列的相似性,该族基因大都含有4个外显子和3个内含子,只是不同类型FABPs基因的内含子大小有差别(1.2-8.4kb)。
通过各种生物物理技术研究表明,FABP家族在三级结构上具有共同的特点:在核苷酸链的N端附近有两条短的α-螺旋,紧接着是10条反平行的β-链,然后它们组装成两个几乎正交的β-折叠。
1.2 类型与分布通过不同的方法(如凝胶过滤、离子交换、亲和色谱以及电泳技术等)研究,人们发现:除细胞外液以及特定的细胞类型(如红细胞和Kupfer细胞),哺乳动物的所有组织中都存在该种蛋白。
此外,FABPs 还存在于鸟类、鱼类以及昆虫的与脂肪代谢相关的组织中。
细胞的脂类结合蛋白中,该蛋白家族的浓度显著高于其它一些蛋白(如非特异性的脂类转运蛋白、磷脂转运蛋白、酰基CoA结合蛋白等)。
fabp5脂肪酸代谢脂肪酸结合蛋白 5 (FABP5)脂肪酸结合蛋白 5 (FABP5) 是一种在小肠、肝脏和脂肪组织中高度表达的细胞内脂质结合蛋白。
它在脂肪酸代谢和信号转导中起着至关重要的作用。
脂肪酸运输FABP5 的主要功能是将脂肪酸从细胞外运送到细胞内。
它与脂肪酸高亲和力结合,从而在细胞质中形成脂质-蛋白质复合物。
这种复合物有助于脂肪酸穿透细胞膜,确保其进入细胞内。
肠道脂肪酸吸收在小肠中,FABP5 促进膳食脂肪酸的吸收。
它与微绒毛膜上的脂肪酸转运蛋白 (FATP) 协同作用,形成一种高效的脂肪酸摄取机制。
FABP5 将脂肪酸从肠腔运送到微绒毛细胞,然后 FATP 将它们转运进入肠上皮细胞。
肝脏脂肪酸代谢在肝脏中,FABP5 参与脂肪酸的摄取和代谢。
它将脂肪酸运送到肝细胞中,在那里它们可以被氧化以产生能量或储存在脂质滴中。
FABP5 也参与胆汁酸的合成,胆汁酸有助于肠道脂肪吸收。
脂肪组织中的脂肪酸储存在脂肪组织中,FABP5 促进脂肪酸的储存。
它将脂肪酸运送到脂肪细胞,在那里它们可以转化为甘油三酯并储存在脂质滴中。
FABP5 的表达水平与脂肪细胞的脂肪储存能力呈正相关。
信号转导除了脂肪酸运输之外,FABP5 还参与脂肪酸介导的信号转导。
它与各种受体和信号分子相互作用,调节基因表达和细胞功能。
与肥胖和代谢综合征的关系FABP5 的过度表达与肥胖和代谢综合征有关。
在肥胖个体中,FABP5 表达增加,这会促进脂肪酸摄取和储存。
这会导致脂质积累和胰岛素抵抗,从而增加患代谢综合征和心血管疾病的风险。
脂肪酸代谢的调节FABP5 的表达和活性受各种因素调节,包括激素、营养素和转录因子。
胰岛素刺激 FABP5 的表达,促进脂肪酸摄取和储存。
相反,甲状腺激素抑制 FABP5 的表达,增加脂肪酸氧化。
药理学意义FABP5 是药理学研究的潜在靶点。
抑制 FABP5 的活性可能有助于治疗肥胖和相关的代谢疾病。
目前正在开发靶向 FABP5 的药物,目的是减少脂肪酸摄取和储存,从而改善代谢健康。
脂肪酸与清蛋白结合全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:脂肪酸与清蛋白结合是一种重要的生物化学过程,它在人体内发挥着多种关键功能。
脂肪酸是一种不溶于水的有机化合物,它在人体内主要通过与清蛋白结合来进行运输和代谢。
清蛋白是一种血浆中的蛋白质,它具有很强的结合能力,能够结合各种生物分子,包括脂肪酸。
脂肪酸与清蛋白结合的过程是一个动态平衡过程,在体内始终存在着大量的游离脂肪酸和结合形式的脂肪酸。
清蛋白通过其疏水性结构与脂肪酸分子中的疏水基团结合,形成稳定的复合物。
这种结合不仅使得脂肪酸能够在水相中稳定存在,还有助于脂肪酸的运输和代谢。
脂肪酸与清蛋白结合还有助于调节脂质代谢。
清蛋白不仅可以将脂肪酸从肝脏输送到其他组织,还可以将多余的脂肪酸转运回肝脏进行代谢。
这种平衡性的调节机制可以帮助维持人体内脂质的稳定水平,防止脂肪酸在血液中过度累积,导致脂质代谢紊乱。
脂肪酸与清蛋白结合还参与了胆固醇的代谢和运输。
清蛋白不仅可以结合脂肪酸,还可以结合胆固醇,形成胆固醇-清蛋白复合物。
这种复合物在血液中运输胆固醇,有助于将多余的胆固醇从动脉壁输送到肝脏进行排泄,从而起到了保护心血管健康的作用。
脂肪酸与清蛋白结合是一个复杂而重要的生物化学过程,它在人体内发挥着多种关键功能。
这种结合不仅有助于脂肪酸的运输和代谢,还参与了胆固醇的代谢和运输,对维持人体内脂质平衡和保护心血管健康起着至关重要的作用。
深入理解脂肪酸与清蛋白结合的机制和功能,对于预防和治疗与脂质代谢相关的疾病具有重要的意义。
【文字总数:600字】第二篇示例:脂肪酸是一类重要的有机化合物,它在生物体内具有多种生物学功能,如能够提供能量、构成细胞膜、参与激素合成等。
而清蛋白则是一种重要的血浆蛋白,它能够运输脂肪酸、激素、药物等物质,起着非常重要的生物学作用。
脂肪酸与清蛋白之间的结合对于维持体内平衡、保障正常代谢具有重要意义。
脂肪酸是生物体内的重要营养物质,它可以通过饮食摄入或脂肪组织分解来获得。
脂肪酸结合蛋白及对动物脂肪代谢的作用邓莹莹摘要:脂肪酸结合蛋白(FABP) 是一族小分子细胞内蛋白质, 对长链脂肪酸有很高的亲和力, 能把脂肪酸从细胞膜转运到细胞内利用位点, 在长链脂肪酸的代谢中起重要作用。
本文就脂肪酸结合蛋白的结构、生物学功能及其对脂肪酸代谢调节方面的研究进行了综述。
关键词:脂肪酸结合蛋白质生物学功能脂肪代谢1 导言脂肪酸结合蛋白(FABP)是一种小分子量(14~15 kDa)的细胞溶质蛋白。
1972年,Ockner和Mishkin首次报道了在大鼠细胞内存在FABP,并证实其对长链脂肪酸有高度的亲和性,对动物体内脂肪酸和它们的CoA衍生物的摄取、细胞内转运、氧化、脂化或合成均有重要作用。
随后的研究表明,FABP还能协助将动物组织细胞内的脂肪酸运至其进行β-氧化的场所或甘油三酯和磷酯合成部位,促进心肌和脂肪细胞中甘油三酯的沉积,提高肌间脂肪、降低体脂沉积等调控作用。
研究数据均有力支持将FABPs定义为脂肪酸转运蛋白。
已经清楚知道FABPs周围包绕了大量的相关蛋白,一些除结合脂肪酸外,还结合了疏水的配体。
最近几年,对FABPs 的组织分布,配体亲和力和特异性,以及其结构特性进行了集中研究,结果均表明FABPs参与细胞内脂质代谢。
2FABP的分类及结构特点FABP的分类与分布FABP作为细胞溶质蛋白,不仅广泛分布在哺乳动物的所有组织中,而且在鸟类、鱼类以及昆虫的脂肪代谢组织中均有发现。
由于FABP在其纯化的过程都是将细胞溶质组分作为起始原料,因此通常以最初被分离的组织来命名。
迄今为止发现结构不同、功能相似的FABP有:心肌型(H)、肝型(L)、肠型(I)、脂肪细胞型(A)、表皮型(E)、脑细胞型(B)、骨骼肌型(S)、肾脏型(K)、髓磷脂型(My)、牛皮癣相关性(PA)、回肠型(Ileum)、睾丸型、细胞视黄醇结合蛋白和细胞视黄醇酸结合蛋白。
在同一细胞中可分布多种FABPs,例如在小肠内皮细胞上存在两种不同FABPs,即L-FABP和I-FABP,二者具有29%的同源性。
在植物中也发现有FABPs。
FABPs 大约有130个标准氨基酸,在小鼠L-FABP结构中有127个残基,包括启始N-甲酰蛋氨酸。
不同类型FABPs 的氨基酸序列有38~70%的同源性,在空间结构上也有相似之处,都存在两个α螺旋和一个β折叠结构。
各型FABPs的两个短α螺旋结构由肽链N末端的7个氨基酸组成,β折叠结构则是由92个氨基酸构成,分为βA~J八个片层。
L-FABP是第一个克隆并纯化的FABP家族的成员,具有晶状体结构和氨基酸序列。
FABP的结构胞浆脂肪酰COA结合蛋白,胞浆视黄醇分析各种FABP的一级结构,发现有如下规律:(1)大多数FABP的氨基酸组成缺乏或极少含有半胱氨酸和脯氨酸,疏水性侧链的氨基酸较多;(2)各型之间氨基末端(1~25)和中段(90~90)的均一性较强,羧基末端变异较大;(3)哺乳动物不同种系之间的相同器官,如心脏、肝脏和髓鞘的FABP具有高度均一性(80~90%),而不同器官类型之间的均一性仅为20~35%;令人惊奇的是牛心型FABP与泌乳乳腺中的生长抑制因子之间,只有6个位点的氨基酸残基不同,均一性达95%。
Bansal从小鼠肝脏中分离出的硒结合蛋白与大鼠肝型FABP氨基末端的连续93个氨基酸的均一性达92%。
Offneer(1988)等报道,人的H-FABP一级结构由132个氨基酸残基组成,其中含有多个苏氨酸和赖氨酸,缺少半胱氨酸。
在N末端有一个乙酰化的缬氨酸残基。
在48~54和114~119之间有两个相同的重复片段。
在这两个片段之间形成β-结构并降低蛋白亲水性。
上述两个片段位于较长的重复片断内(48~60、114~125),其中62%的序列是相似的。
下面是人肠型FABP的一级结构:二级结构所有FABP的主链结构单元主要是β拆叠,约占34~76%。
如肠型含有10个反向平行的β折叠,分别命名为βA、βB、…,βJ,除βD、βE外,每个β折叠由8~10个残基组成。
其次是α螺旋,约占12~38%。
一般含2个α螺旋,以α-Ⅰ、Ⅱ表示。
另外还有β转角和无规则卷曲。
三级结构和结合中心Giovanna用高分辨X衍射并结合荧光技术、化学修饰、核磁共振分析,发现FABP 肽链的三维结构只含一个结构域, 由10 个反平行的β-链和两个短的α-螺旋形成1 个β-折叠桶。
Sacchettini 等证实,由大肠杆菌表达的大鼠I-FABP 分子N-端是7 个氨基酸组成两个短的右手α-螺旋。
由92个氨基酸形成10个反向平行的β-链(βA-βJ),这些β-链构成两个几乎正交的β-片层。
由两个β片层构成的“壳形钳夹”。
βA-βF为此钳夹的一侧,βF-βJ则构成钳夹的另一侧。
βD和βE不直接通过氢键相连,而是由一条5~11埃的“缺口”把两者分开,缺口内含有侧链基团,βF是连接2个片层的桥梁。
整个空间结构由氢键维持。
在分子表面有一个由α-螺旋、βC、βD、βE和βF组成的“开口”,这是结合脂肪酸分子, 并限制脂肪酸分子移动的结构。
脂肪酸一旦被结合后, 分子间的范德华力作用会使其分子弯曲、构象改变并被相对固定。
脂肪酸的羧基端则被由7 个氢键组成的静电网相吸, 使羧基端被埋在FABP 分子内。
此外FABP 分子内还有一个由Asn11、Arg26、Lys27、Asp34、Asp74 组成的离子通道, 这个通道在调节脂肪酸的结合或释放方面起着重要的作用。
鼠I-FABP 分子的这种结构对不同FABP 类型来说很有代表性。
类结合蛋白和热休克蛋白均属于胞浆FABP家族的成员。
结合机制根据上述结构特点及衍射分析认为:脂肪酸的羧基与Arg胍基间的相互作用,导致蛋白质分子的变构,Lys侧链转向一侧,脂肪酸分子则经潜在性开口进入核心部位。
羧基与核心部位的Arg和Gln及两分子水构成新的五员氢键网络。
烃链则以一种特有的左手螺旋形式与蛋白质的硫水性口袋结合。
2.3 FABP的基因结构各种FABP的基因均由3400~4000个核苷酸组成,具有四个外显子、三个内含子(图2)。
两个转录起始部位(箭头所示)位于-25和+1位置;两个TA TA盒子位于起始部上游23—26个核苷酸位置;14核苷酸重复序列(5’-TGAACTTTGAACTT-3’)位于起始部的-90,-301、-444、-609的位置;四个外显子的核苷酸长度分别为128/103、173、108和48bp;三个内含子的长度分别为1194、1023、和444hp;多聚腺苷酸信号-AA TAAA 则位于第四个外显子下游的247个核苷酸之后。
所有FABP基因的第一个外显子显示高度的均一性,第三个外显子仅显示相似性。
图2 人肠FABP基因及侧区结构示意图FABP基因的5’末端非转录区域至少合有四个调节单元。
其一为-393~-385的糖皮质激素调节单元。
可被地塞米松诱导而表达;其二为-149~-130的CCAA T/促进结合序列。
该序列为FABP基因启动子所特有,它起到超激活因子的作用;其三为-124~-107的激活蛋白-I序列。
该序列与两个原癌基因(c-fos和c-jun)复合体相互作用导致基因表达。
其四为-142~-97的抑制单元。
cAMP可以解除其抑制效应而激活基因启动子。
目前,鼠肝和肠、牛心和人肌肉型FABP的cDNA巳在大肠杆菌体内表达成功。
大鼠肝FABP的cDNA也在小鼠L-成纤维细胞中获得表达。
3FABP的生物学效应FABP的结构特点和组织器官的特异性决定了某一类型FABP 在不同的细胞内有不同的功能, 不同的FABP 有单一的但不同的功能。
70年代认为,细胞FABP的作用与血浆白蛋白相似,是细胞内脂肪酸和脂肪酰CoA 的被动裁体。
80年代中期发现,FABP mRNA可在各种动物多种组织表达,其基因表达与机体代谢状态、生理活动和病理过程有密切关系。
提示FABP在机体自身调节网络中可能具有更广泛的生物学效。
FABP 主要有以下一些功能:(一)结合长链脂肪酸是FABP的基本作用在FABP分子中心有高亲和力的结合位点.与长链脂肪酸形成非共价结合。
其结合能力受多种因素影响,如细胞的氧化还原状态,胞浆pH值的变化等。
FABP不仅能结合长链脂肪酸,还能结合长链脂酰CoA、胆固醇、胆固醇酸及花生四烯酸。
FABP这种结合特性可以缓解不饱和脂肪酸的细胞损伤作用。
(二)作为脂肪酸的转运载体,调节细胞脂肪酸代谢FABP通过对脂肪酸的摄取、运载、酯化和β氧化等环节,调节脂肪酸的氧化供能及磷脂、甘油三酯的代谢。
质膜FABPpm以载体介导或被动动扩散的方式促进脂肪酸跨膜转运。
在人工生物膜脂质体模型上.包裹FABP的脂质体显著增加棕榈酸内流量。
应用脂质体携载FABP(1.4μmol/L)灌流离体心脏,显著促进缺血心肌利用脂肪酸产生A TP和CP。
(三)作为协同因子(cofactor)增强以脂肪酸代谢为基础的细胞合成或氧化反应,如心肌FABP通过促进脂酰CoA肉毒碱转运进入线粒体,提高细胞能量合成能力。
(四)参与细胞内脂肪酸隔室化分布Ockner用3H-油酸灌胃同时静脉注射14C-油酸.结果发现3H-油酸的成份掺入到胞浆中的甘油三酯、脂肪酸衍生物,进而被氧化组成磷脂分子。
提示小肠上皮细胞的FABP参与了脂肪酸隔室化分布。
应用免疫电镜观察到,高脂肪饲养的动物L-FABP积聚于糖原颗粒周围,随后又分布在细胞膜下。
(五)调节细胞增殖和生长人H-FABP与乳腺生长抑制因子(MDGI)的氨基酸序列有95%的同源性,属同一基因家族。
抗大鼠H-FABP抗体与MDGI有交叉反应。
Roth等用内肽酶切下部分FABP cDNA片段拼接到人生长激素(hGH)DNA,可以高效表达出hGH mRNA。
在培养的大鼠肝细胞和乳腺癌细胞中.FABPs可影响癌细胞增殖和肝细胞有丝分裂。
目前,FABP调节细胞增殖的机制尚不清楚,可能与细胞钙离子内流有关。
(六)参与胰岛素信息传递aP2蛋白是3T3-L1脂肪细胞合成的一种FABP。
磷酸化的aP2能影响胰岛素信息传递。
胰岛素能使受体β-亚基特异的酪氨酸区域自发性磷酸化。
aP2磷酸化后,接近胰岛素受体β-亚基并使酪氨酸区域磷酸化,进而阻断(干扰)胰岛素从受体到葡萄糖转运系统的信息传递。
FABP磷酸化和去磷化,协同调节葡萄糖和脂肪酸摄取量.以适应胰岛素和胰高血糖素之间的动态平衡。
推测生理状态下,FABP可能在心肌、平滑肌和脂肪细胞胰岛素依赖的葡萄糖转运中发挥调节作用。
(七)参与胆红素、甾醇、硒和前列腺素代谢Bansa等从小鼠肝脏分离纯化出一种硒结合蛋白(14kD)。
由93个氨基酸残基组成,与大鼠肝FABP 92.5%的序列同源。
FABP能特异结合PGE1,促进PGE1、PGE2与离体脂肪细胞膜结合。