Hepatic a-Tocopherol Transfer Protein and Regulation of Serum Levels

a-TTP è stata identificata per la prima volta nel 1977 (11) e ha dimostrato di trasferire a-tocopherol tra liposomi e microsomi (12). Ora si ritiene che l’a-TTP sia la proteina epatica che riconosce l’RRR-a-tocoferolo dai chilomicroni in arrivo e regola preferenzialmente la sua resecrezione nelle VLDL di origine epatica (13). L’a-TTP epatica è stata isolata e le sue sequenze di DNA complementari sono state riportate da una varietà di specie tra cui l’uomo, il topo, il ratto, il cane e la mucca. La proteina umana, che codifica 238 aminoacidi, ha il 94% di omologia con la proteina del ratto e una certa omologia con la proteina legante la retinaldeide nella retina e con sec14, una proteina di trasferimento dei fosfolipidi (14). Il gene umano è stato sequenziato e localizzato in 8q13. 1-13.3 del cromosoma 8 (14,15). a-TTP è stata cristallizzata da due gruppi diversi (16,17). La struttura comprende una tasca legante l’a-tocoferolo, che ha una cerniera e una copertura che si chiude intrappolando l’a-tocoferolo.

Anche se l’espressione di a-TTP è stata inizialmente segnalata come limitata agli epatociti (18), l’RNA messaggero (mRNA) di a-TTP è stato rilevato anche nel cervello, nella milza, nel polmone e nel rene di ratto (19), e la proteina a-TTP è stata rilevata nel cervello umano (20). Inoltre, l’a-TTP è presente nell’utero del topo incinto e nella placenta umana (21,22), suggerendo che funzioni per assicurare un adeguato trasferimento di a-tocoferolo al feto durante la gravidanza. Infatti, l’espressione dell’mRNA dell’a-TTP nella placenta era seconda solo a quella del fegato (23). È stato anche riportato che l’a-TTP era localizzato non solo nel citosol, ma si trovava prevalentemente nei nuclei del trofoblasto e nell’endotelio dei capillari fetali.

Il meccanismo cellulare attraverso il quale l’a-TTP facilita la secrezione preferenziale di a-tocoferolo nel plasma da parte del fegato non è stato chiarito. I chilomicroni ricchi di trigliceridi, le VLDL e le LDL che trasportano la vitamina E sono assorbiti dal fegato attraverso l’endocitosi mediata dai recettori. Horiguchi e colleghi (24) suggeriscono che l’a-TTP si trasferisce dal citosol agli endosomi per acquisire l’a-tocoferolo, e poi il complesso a-TTP/a-tocoferolo si sposta verso la membrana plasmatica dove l’a-tocoferolo viene rilasciato nella membrana per essere acquisito dalle lipoproteine circolanti, specialmente le VLDL. Zha e colleghi (25) hanno riferito che la proteina adenosina trifosfato (ATP)-binding cassette A1 (ABCA1) negli endosomi gioca anche un ruolo nell’endocitosi, agendo come una flippasi per traslocare la fosfatidil serina alla membrana esterna e potenziare il budding di membrana. Poiché ABCA1 può anche trasferire a-tocoferolo (26), ABCA1 potrebbe arricchire la membrana esterna delle vescicole endocitiche con a-tocoferolo; quindi a-TTP potrebbe rimuovere preferenzialmente RRR-a-tocoferolo dal foglietto esterno della membrana endosomale per il trasferimento alla membrana plasmatica. Resta da chiarire se ABCA1 partecipa al trasferimento di a-tocoferolo direttamente da e verso a-TTP, come suggerito da Horiguchi e colleghi (24), o se anche altre proteine sono coinvolte nel traffico di a-tocoferolo.

Ora sembra che l’affinità di a-TTP per gli analoghi della vitamina E sia uno dei fattori determinanti per le concentrazioni plasmatiche delle varie forme di vitamina E (27). L’a-TTP ha la massima affinità per l’RRR-a-tocoferolo (100%), seguito da -tocoferolo (38%), γ-tocoferolo (9%), d-tocoferolo (2%), a-tocoferolo acetato (2%), a-tocoferolo chinone (2%), SRR-a-tocoferolo (11%), a-tocotrienolo (12%) e trolox (9%) (27). La prova dell’importanza di questa proteina nella regolazione dei livelli plasmatici deriva dai topi knockout e dagli esseri umani con una carenza genetica di questa proteina. Nei topi knockout a-TTP, le concentrazioni di a-tocoferolo nel plasma e nei tessuti sono dal 2% al 20% dei topi di controllo (28,29), e i topi mancano della capacità di discriminare tra l’RRR-a-tocoferolo presente in natura e l’a-tocoferolo sintetico (28). Dalla metà degli anni ’80, diverse decine di pazienti con risultati neurologici coerenti con carenza di vitamina E sono stati trovati per avere bassi livelli plasmatici, ma nessuna prova di malassorbimento dei grassi (30,31). Questi pazienti con “atassia con carenza di vitamina E” (AVED) non erano in grado di mantenere normali concentrazioni plasmatiche di a-tocoferolo senza integrazione con grandi dosi orali di vitamina E. Anche se avevano un normale assorbimento intestinale di vitamina E, non erano in grado di secernere a-tocoferolo dal fegato in VLDLs (9) e non erano in grado di discriminare tra le forme di vitamina E (32). Successivamente è stato dimostrato che l’AVED deriva da mutazioni omozigoti nel gene che codifica per l’a-TTP (31,33). Quindi, le mutazioni genetiche di a-TTP nell’uomo e la manipolazione del gene nei topi dimostrano definitivamente l’importanza di a-TTP nella regolazione delle normali concentrazioni sieriche di vitamina E. Un’ulteriore proteina citosolica che regola le concentrazioni di a-tocoferolo nei tessuti è stata identificata nel fegato bovino come la proteina associata al tocoferolo (TAP) da 46 kDa (34). Successivamente, l’omologo umano, hTAP, è stato clonato (35). hTAP è espressa maggiormente nel fegato, nel cervello e nella prostata (35). Si è scoperto che TAP è identico al fattore proteico surnatante (SPF) (35,36), che aumenta la sintesi del colesterolo stimolando la conversione dello squalene in lanosterolo (36). Interessante è stata la scoperta che TAP/SPF umani complessi con RRR-a-tocoferolo chinone, il prodotto di ossidazione di a-tocoferolo (37), suggerendo un ruolo potenziale nella regolazione del catabolismo del tocoferolo. La funzione fisiologica di TAP/SPF rimane sotto indagine.