脂肪酸結(jié)合蛋白生物學(xué)特性及對脂肪代謝調(diào)控的研究進展

　　20世紀(jì)70年代美國加州大學(xué)的Ocker等在研究大鼠的小腸脂肪酸吸收的調(diào)節(jié)時，在腸粘膜發(fā)現(xiàn)了脂肪酸結(jié)合蛋白(FABP)。它是一族同源性的小分子細胞內(nèi)蛋白質(zhì)，廣泛存在于動物腸、心、腦、脂肪、骨骼肌等多種細胞內(nèi)，占細胞內(nèi)可溶性蛋白總量的3%～8%。主要參與細胞內(nèi)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(nèi)就含有不同類型的FABP(I、L)?！　? 脂肪酸結(jié)合蛋白生化結(jié)構(gòu)特點、類型、分布
　　1.1 結(jié)構(gòu)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(nèi)含子，只是不同類型FABPs基因的內(nèi)含子大小有差別(1.2-8.4kb)。通過各種生物物理技術(shù)研究表明，F(xiàn)ABP家族在三級結(jié)構(gòu)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(shù)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(guān)的組織中。細胞的脂類結(jié)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(zhuǎn)運蛋白、磷脂轉(zhuǎn)運蛋白、酰基CoA結(jié)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(jié)合蛋白生物學(xué)功能
　　2.1 結(jié)合長鏈脂肪酸
　　在FABPs分子中心有高親和力的結(jié)合位點，與長鏈FA以非共價鍵結(jié)合。它還能結(jié)合長鏈脂酰CoA、膽固醇、膽固醇酯及花生四烯酸。FABPs這種結(jié)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(zhuǎn)運，調(diào)節(jié)脂類代謝
　　脂肪酸通過各種細胞質(zhì)膜的轉(zhuǎn)運一般認(rèn)為是簡單擴散和脂類分離的被動過程。這種轉(zhuǎn)運隨之就結(jié)合到細胞質(zhì)FABPs上，然后運輸?shù)郊毎骼?，或者沿著細胞?nèi)膜繼續(xù)移動。FABPs能夠加強脂肪酸的轉(zhuǎn)運擴散，促進細胞膜吸附脂肪酸。它不僅能結(jié)合囊泡和脂質(zhì)體中的脂肪酸，還能結(jié)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(diào)節(jié)FA的氧化供能及磷脂、甘油三酯的代謝。
　　2.3 調(diào)節(jié)細胞內(nèi)脂肪酸的濃度，調(diào)控多種細胞內(nèi)的生化反應(yīng)過程
　　在多酶系統(tǒng)中進行的有關(guān)FABPs在脂肪酸及其CoA濃度調(diào)控中作用的研究結(jié)果表明：FABPs可能影響脂類代謝的酶，還阻斷或逆轉(zhuǎn)脂肪酸及其?；?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(nèi)的脂肪酸池，能夠在一個較大的濃度范圍內(nèi)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(nèi)環(huán)境平衡中的重要作用已經(jīng)通過基因破壞實驗得到證明。
　　2.4 參與細胞內(nèi)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(jié)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(diào)節(jié)細胞增殖和生長，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，增加疏水配基在腦漿中溶解，促進跨膜轉(zhuǎn)運等方面。