Hepatisk a-Tocopherol Transfer Protein og regulering af serumniveauer

a-TTP blev først identificeret i 1977 (11) og blev vist at kunne overføre a-tocopherol mellem liposomer og mikrosomer (12). Man mener nu, at a-TTP er det hepatiske protein, der genkender RRR-a-tocopherol fra indkommende chylo-mikroner og fortrinsvis regulerer dets resekretion i hepatisk afledte VLDL’er (13). Hepatisk a-TTP er blevet isoleret, og dets komplementære DNA-sekvenser er blevet rapporteret fra en række forskellige arter, herunder menneske, mus, rotte, hund og ko. Det humane protein, som koder for 238 aminosyrer, har 94 % homologi med rotteproteinet og en vis homologi med retinaldehydbindende protein i nethinden og med sec14, et fosfolipidtransferprotein (14). Det menneskelige gen er blevet sekventeret og lokaliseret til 8q13. 1-13.3 på kromosom 8 (14,15). a-TTP er blevet krystalliseret af to forskellige grupper (16,17). Strukturen omfatter en a-tocopherol-bindende lomme, som har et hængsel og et dæksel, der lukker sig og indfanger a-tocopherol.

Og selv om ekspression af a-TTP først blev rapporteret at være begrænset til hepatocytter (18), er a-TTP messenger RNA (mRNA) også blevet påvist i rottehjerne, milt, lunge og nyre (19), og a-TTP-protein er blevet påvist i menneskehjernen (20). Desuden er a-TTP til stede i gravide musers livmoder og human placenta (21,22), hvilket tyder på, at det fungerer til at sikre tilstrækkelig a-tocopheroloverførsel til fosteret under graviditeten. Faktisk var mRNA-ekspressionen af a-TTP i placenta kun overgået af leverens mRNA-ekspression (23). Det blev også rapporteret, at a-TTP ikke kun var lokaliseret i cytosolen, men overvejende var lokaliseret i kerner i trophoblasten og i endothelet i de føtale kapillærer.

Den cellulære mekanisme, hvormed a-TTP letter den præferentielle udskillelse af a-tocopherol til plasma fra leveren, er ikke blevet afklaret. Triglyceridrige chylomikroner og VLDL’er og LDL’er, der indeholder E-vitamin, optages af leveren via receptormedieret endocytose. Horiguchi og kolleger (24) foreslår, at a-TTP translokaliseres fra cytosolen til endosomer for at optage a-tocopherol, og derefter bevæger a-TTP/a-tocopherolkomplekset sig til plasmamembranen, hvor a-tocopherol frigives til membranen for at blive optaget af cirkulerende lipoproteiner, især VLDL. Zha og kolleger (25) har rapporteret, at det adenosintrifosfat (ATP)-bindende kassetteprotein A1 (ABCA1) i endosomer også spiller en rolle i endocytose ved at fungere som en flippase til at translokere fosfatidylserin til den ydre membran og potensere membranudknoppning. Da ABCA1 også kan overføre a-tocopherol (26), kunne ABCA1 berige den ydre membran i de endocytiske vesikler med a-tocopherol; derefter kunne a-TTP fortrinsvis fjerne RRR-a-tocopherol fra det ydre blad af den endosomale membran med henblik på overførsel til plasmamembranen. Det skal stadig afklares, om ABCA1 deltager i a-tocopheroloverførsel direkte til og fra a-TTP, som det blev foreslået af Horiguchi og kolleger (24), eller om nogle andre proteiner også er involveret i a-tocopheroltrafikken.

Det viser sig nu, at a-TTP’s affinitet for vitamin E-analoger er en af de kritiske determinanter for plasmakoncentrationerne af de forskellige former for E-vitamin (27). a-TTP har den højeste affinitet for RRR-a-tocopherol (100 %), efterfulgt af -tocopherol (38 %), γ-tocopherol (9 %), d-tocopherol (2 %), a-tocopherolacetat (2 %), a-tocopherolquinon (2 %), SRR-a-tocopherol (11 %), a-tocotrienol (12 %) og trolox (9 %) (27). Beviset for dette proteins betydning for regulering af plasmaniveauerne stammer fra knockout-mus og mennesker med en genetisk mangel på dette protein. Hos a-TTP knockout-mus er plasma- og vævskoncentrationerne af a-tocopherol 2 % til 20 % af kontrolmusene (28,29), og musene mangler evnen til at skelne mellem det naturligt forekommende RRR-a-tocopherol og syntetisk, all-rac-a-tocopherol (28). Siden midten af 1980’erne har flere dusin patienter med neurologiske fund, der er i overensstemmelse med E-vitaminmangel, vist sig at have lave plasmaniveauer, men ingen tegn på fedtmalabsorption (30,31). Disse patienter med “ataksi med E-vitaminmangel” (AVED) var ikke i stand til at opretholde normale plasmakoncentrationer af a-tocopherol uden tilskud af store orale doser E-vitamin. Selv om de havde normal intestinal absorption af E-vitamin, var de ikke i stand til at udskille a-tocopherol fra leveren i VLDL’er (9) og var ikke i stand til at skelne mellem former for E-vitamin (32). Det blev efterfølgende påvist, at AVED skyldes homozygote mutationer i det gen, der koder for a-TTP (31,33). Genetiske mutationer af a-TTP hos mennesker og genmanipulation hos mus viser således entydigt betydningen af a-TTP for reguleringen af normale serumkoncentrationer af E-vitamin.

Et yderligere cytosolisk protein, der regulerer vævets a-tocopherolkoncentrationer, er blevet identificeret i kvæglever som det 46 kDa tocopherol-associerede protein (TAP) (34). Efterfølgende blev den menneskelige homolog, hTAP, klonet (35). hTAP udtrykkes mest i leveren, hjernen og prostata (35). Det er blevet konstateret, at TAP er identisk med supernatant protein factor (SPF) (35,36), som øger kolesterolsyntesen ved at stimulere squalenomdannelsen til lanosterol (36). Af interesse var den konstatering, at human TAP/SPF komplekser med RRR-a-tocopherylquinon, oxidationsproduktet af a-tocopherol (37), hvilket tyder på en potentiel rolle i reguleringen af tocopherolkatabolismen. Den fysiologiske funktion af TAP/SPF er stadig under udredning.