Hepatic a-Tocoferol Transfer Protein and Regulation of Serum Levels

a-TTP werd voor het eerst geïdentificeerd in 1977 (11) en er werd aangetoond dat het a-tocoferol overdraagt tussen liposomen en microsomen (12). Men gelooft nu dat a-TTP het leverproteïne is dat RRR-a-tocoferol herkent van inkomende chylo-micronen en bij voorkeur de resecretie ervan in leverafgeleide VLDL’s regelt (13). Hepatisch a-TTP is geïsoleerd, en zijn complementaire DNA-sequenties zijn gerapporteerd van een verscheidenheid van soorten, waaronder mens, muis, rat, hond, en koe. Het menselijke eiwit, dat codeert voor 238 aminozuren, heeft een homologie van 94% met het rat eiwit en enige homologie met het retinaldehyde bindend eiwit in het netvlies en met sec14, een fosfolipide overdrachtseiwit (14). Het menselijke gen is gesequenced en gelokaliseerd op 8q13.1-13.3 van chromosoom 8 (14,15). a-TTP werd door twee verschillende groepen gekristalliseerd (16,17). De structuur omvat een a-tocoferol-bindende pocket, die een scharnier en deksel heeft dat a-tocoferol insluit.

Hoewel de expressie van a-TTP voor het eerst werd gerapporteerd beperkt te zijn tot hepatocyten (18), is a-TTP boodschapper-RNA (mRNA) ook gedetecteerd in rattenhersenen, milt, longen en nieren (19), en a-TTP eiwit is gedetecteerd in menselijke hersenen (20). Bovendien is a-TTP aanwezig in de zwangere baarmoeder van muizen en in de menselijke placenta (21,22), wat suggereert dat het tijdens de zwangerschap voor een adequate a-tocoferoloverdracht naar de foetus zorgt. In feite was de placentale a-TTP mRNA expressie de tweede na die in de lever (23). Er werd ook gerapporteerd dat a-TTP niet alleen gelokaliseerd was in het cytosol, maar zich voornamelijk bevond in kernen van het trofoblast en in het endotheel van de foetale haarvaten.

Het cellulaire mechanisme waarmee a-TTP de preferentiële secretie van a-tocoferol in plasma door de lever vergemakkelijkt, is niet opgehelderd. Triglyceriderijke chylomicronen en VLDL’s en LDL’s die vitamine E bevatten, worden door de lever opgenomen via receptorgemedieerde endocytose. Horiguchi en collega’s (24) suggereren dat a-TTP zich van het cytosol naar endosomen verplaatst om a-tocoferol te verwerven, waarna het a-TTP/a-tocoferolcomplex zich naar het plasmamembraan beweegt waar a-tocoferol aan het membraan wordt afgegeven om door circulerende lipoproteïnen, vooral VLDL, te worden verworven. Zha en collega’s (25) hebben gerapporteerd dat het adenosinetrifosfaat (ATP)-bindend cassette-eiwit A1 (ABCA1) in endosomen ook een rol speelt in endocytose door op te treden als een flippase om fosfatidylserine naar het buitenmembraan te transloceren en de membraanknoping te versterken. Omdat ABCA1 ook a-tocoferol kan overdragen (26), zou ABCA1 het buitenmembraan van de endocytische blaasjes met a-tocoferol kunnen verrijken; vervolgens zou a-TTP bij voorkeur RRR-a-tocoferol van het buitenste blad van het endosomale membraan kunnen verwijderen voor overdracht naar het plasmamembraan. Het moet nog opgehelderd worden of ABCA1 deelneemt aan a-tocoferol overdracht direct van en naar a-TTP, zoals gesuggereerd werd door Horiguchi en collega’s (24), of dat er ook andere eiwitten betrokken zijn bij a-tocoferol transport.

Het blijkt nu dat de affiniteit van a-TTP voor vitamine E analogen een van de kritische determinanten is voor plasma concentraties van de verschillende vormen van vitamine E (27). a-TTP heeft de hoogste affiniteit voor RRR-a-tocoferol (100%), gevolgd door -tocoferol (38%), γ-tocoferol (9%), d-tocoferol (2%), a-tocoferol acetaat (2%), a-tocoferol chinon (2%), SRR-a-tocoferol (11%), a-tocotriënol (12%), en trolox (9%) (27). Bewijs voor het belang van dit eiwit bij de regulering van de plasmaspiegel wordt geleverd door knock-out muizen en mensen met een genetische deficiëntie van dit eiwit. Bij a-TTP knock-out muizen zijn de plasma- en weefsel a-tocoferolconcentraties 2% tot 20% van die van controlemuizen (28,29), en de muizen zijn niet in staat onderscheid te maken tussen het natuurlijk voorkomende RRR-a-tocoferol en synthetisch, all-rac-a-tocoferol (28). Sinds het midden van de jaren tachtig van de vorige eeuw is bij enkele tientallen patiënten met neurologische bevindingen die overeenkomen met een tekort aan vitamine E, een lage plasmaspiegel gevonden, maar geen bewijs van vetmalabsorptie (30,31). Deze patiënten met “ataxie met vitamine E deficiëntie” (AVED) waren niet in staat om normale plasma a-tocoferolconcentraties te handhaven zonder suppletie met grote orale doses vitamine E. Hoewel zij een normale intestinale absorptie van vitamine E hadden, waren zij niet in staat om a-tocoferol uit de lever uit te scheiden in VLDL’s (9) en waren zij niet in staat om onderscheid te maken tussen vormen van vitamine E (32). Vervolgens werd aangetoond dat AVED het gevolg is van homozygote mutaties in het gen dat codeert voor a-TTP (31,33). Genetische mutaties van a-TTP bij mensen en genmanipulatie bij muizen tonen dus onomstotelijk het belang aan van a-TTP bij het reguleren van normale serumconcentraties van vitamine E.

Een extra cytosolisch eiwit dat de a-tocoferolconcentraties in weefsels regelt, is in runderlever geïdentificeerd als het 46-kDa tocoferol-geassocieerd eiwit (TAP) (34). Vervolgens werd de menselijke homoloog, hTAP, gekloond (35). hTAP komt het meest tot expressie in de lever, de hersenen en de prostaat (35). Men heeft ontdekt dat TAP identiek is aan supernatant protein factor (SPF) (35,36), die de cholesterolsynthese bevordert door de omzetting van squaleen in lanosterol te stimuleren (36). Interessant was de bevinding dat menselijke TAP/SPF complexen vormt met RRR-a-tocoferyl quinon, het oxidatieproduct van a-tocoferol (37), wat wijst op een mogelijke rol in het reguleren van het tocoferol katabolisme. De fysiologische functie van TAP/SPF wordt nog onderzocht.