Hepatic a-Tocopherol Transfer Protein and Regulation of Serum Levels

a-TTP tunnistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1977 (11) ja sen osoitettiin siirtävän a-tokoferolia liposomien ja mikrosomien välillä (12). Nykyään uskotaan, että a-TTP on maksan proteiini, joka tunnistaa RRR-a-tokoferolin saapuvista khylo-mikroneista ja säätelee ensisijaisesti sen uudelleen erittymistä maksasta peräisin oleviin VLDL:iin (13). Maksan a-TTP on eristetty, ja sen komplementaarisia DNA-sekvenssejä on raportoitu useista lajeista, kuten ihmisestä, hiirestä, rotasta, koirasta ja lehmästä. Ihmisen proteiini, joka koodaa 238 aminohappoa, on 94-prosenttisesti homologinen rotan proteiinin kanssa ja jonkin verran homologinen verkkokalvon retinaldehydiä sitovan proteiinin ja fosfolipidien siirtoproteiinin sec14 kanssa (14). Ihmisen geeni on sekvensoitu ja lokalisoitu kromosomin 8q13. 1-13.3 kromosomiin 8 (14,15). a-TTP:n on kiteyttänyt kaksi eri ryhmää (16,17). Rakenteeseen kuuluu a-tokoferolia sitova tasku, jossa on sarana ja kansi, joka sulkeutuu vangiten a-tokoferolia.

Vaikka a-TTP:n ilmentymisen ilmoitettiin ensin rajoittuvan hepatosyytteihin (18), a-TTP:n lähetti- RNA:ta (mRNA) on havaittu myös rotan aivoissa, pernassa, keuhkoissa ja munuaisissa (19), ja a-TTP-proteiinia on havaittu ihmisen aivoissa (20). Lisäksi a-TTP:tä esiintyy raskaana olevan hiiren kohdussa ja ihmisen istukassa (21,22), mikä viittaa siihen, että se varmistaa riittävän a-tokoferolin siirtymisen sikiöön raskauden aikana. Itse asiassa istukan a-TTP:n mRNA-ekspressio oli toiseksi korkeampi kuin maksan (23). Lisäksi raportoitiin, että a-TTP:tä ei paikallistettu ainoastaan sytosoliin, vaan se sijaitsi pääasiassa trofoblastin ytimissä ja sikiön kapillaarien endoteelissä.

Solumekanismia, jolla a-TTP helpottaa maksan ensisijaista a-tokoferolin eritystä plasmaan, ei ole selvitetty. E-vitamiinia sisältävät triglyseridirikkaat kylomikronit sekä VLDL- ja LDL-pitoisuudet päätyvät maksaan reseptorivälitteisen endosytoosin kautta. Horiguchi ja kollegat (24) esittävät, että a-TTP translokoituu sytosolista endosomeihin hankkimaan a-tokoferolia, minkä jälkeen a-TTP/a-tokoferoli-kompleksi siirtyy plasmakalvoon, jossa a-tokoferoli vapautuu kalvoon kiertävien lipoproteiinien, erityisesti VLDL:n, omaksuttavaksi. Zha ja kollegat (25) ovat raportoineet, että endosomeissa olevalla adenosiinitrifosfaattia (ATP) sitovalla kasettiproteiini A1:llä (ABCA1) on myös rooli endosytoosissa toimimalla flippaasina, joka translokoi fosfatidyyliseriiniä ulommalle kalvolle ja voimistaa kalvon nuppuuntumista. Koska ABCA1 voi siirtää myös a-tokoferolia (26), ABCA1 voisi rikastaa endosyyttisten vesikkelien ulkokalvoa a-tokoferolilla; sen jälkeen a-TTP voisi ensisijaisesti poistaa RRR-a-tokoferolia endosomaalisen kalvon ulkosivulta siirrettäväksi plasmakalvoon. On vielä selvitettävä, osallistuuko ABCA1 a-tokoferolin siirtoon suoraan a-TTP:hen ja a-TTP:stä, kuten Horiguchi ja kollegat (24) ehdottivat, vai osallistuuko a-tokoferolin siirtoon myös joitakin muita proteiineja.

Nyt näyttää siltä, että a-TTP:n affiniteetti E-vitamiinianalogeille on yksi kriittisistä tekijöistä, jotka määräävät E-vitamiinin eri muotojen pitoisuudet plasmassa (27). a-TTP:llä on suurin affiniteetti RRR-a-tokoferoliin (100 %), jonka jälkeen tulevat -tokoferoli (38 %), γ-tokoferoli (9 %), d-tokoferoli (2 %), a-tokoferoliasetaatti (2 %), a-tokoferolikvinoni (2 %), SRR-a-tokoferoli (11 %), a-tokotrienoli (12 %) ja trolox (9 %) (27). Todisteet tämän proteiinin merkityksestä plasman pitoisuuksien säätelyssä saadaan knockout-hiiristä ja ihmisistä, joilla on tämän proteiinin geneettinen puutos. A-TTP:n knockout-hiirillä plasman ja kudosten a-tokoferolipitoisuudet ovat 2-20 prosenttia kontrollihiirten pitoisuuksista (28,29), ja hiiriltä puuttuu kyky erottaa luonnossa esiintyvä RRR-a-tokoferoli synteettisestä all-rac-a-tokoferolista (28). 1980-luvun puolivälin jälkeen useilla kymmenillä potilailla, joiden neurologiset löydökset sopivat E-vitamiinin puutokseen, on todettu alhaisia plasmapitoisuuksia, mutta ei näyttöä rasvan imeytymishäiriöstä (30,31). Nämä potilaat, joilla oli ”ataksia, johon liittyi E-vitamiinin puutos” (AVED), eivät pystyneet ylläpitämään normaaleja plasman a-tokoferolipitoisuuksia ilman suurten oraalisten E-vitamiiniannosten antamista lisäravinteena. Vaikka heillä oli normaali E-vitamiinin imeytyminen suolistosta, he eivät kyenneet erittämään a-tokoferolia maksasta VLDL:iin (9), eivätkä he kyenneet erottamaan E-vitamiinin eri muotoja toisistaan (32). Myöhemmin osoitettiin, että AVED johtui homotsygoottisista mutaatioista a-TTP:tä koodaavassa geenissä (31,33). Näin ollen a-TTP:n geneettiset mutaatiot ihmisillä ja geenimanipulaatio hiirillä osoittavat vakuuttavasti a-TTP:n merkityksen seerumin normaalien E-vitamiinipitoisuuksien säätelyssä.

Naudan maksassa on tunnistettu toinen sytosolinen proteiini, joka säätelee kudosten a-tokoferolipitoisuuksia, nimeltä 46 kDa:n kokoinen tokoferoliin assosioitunut proteiini (TAP, tocopherol-associated protein) (34). Sittemmin ihmisen homologi, hTAP, kloonattiin (35). hTAP ilmentyy eniten maksassa, aivoissa ja eturauhasessa (35). On todettu, että TAP on identtinen supernatantin proteiinitekijän (SPF) kanssa (35,36), joka tehostaa kolesterolisynteesiä stimuloimalla skvaleenin muuntumista lanosteroliksi (36). Mielenkiintoista oli havainto, että ihmisen TAP/SPF kompleksoituu RRR-a-tokoferyylikinonin, a-tokoferolin hapettumistuotteen, kanssa (37), mikä viittaa mahdolliseen rooliin tokoferolikatabolian säätelyssä. TAP/SPF:n fysiologista toimintaa tutkitaan edelleen.