Hepatic a-Tocopherol Transfer Protein and Regulation of Serum Levels

a-TTP został po raz pierwszy zidentyfikowany w 1977 roku (11) i wykazano, że przenosi a-tokoferol pomiędzy liposomami i mikrosomami (12). Obecnie uważa się, że a-TTP jest białkiem wątrobowym, które rozpoznaje RRR-a-tokoferol z przychodzących chylo-mikronów i preferencyjnie reguluje jego resekrecję do VLDL pochodzących z wątroby (13). Wątrobowy a-TTP został wyizolowany, a jego komplementarne sekwencje DNA pochodzą od różnych gatunków, w tym człowieka, myszy, szczura, psa i krowy. Ludzkie białko, które koduje 238 aminokwasów, ma 94% homologii do białka szczurzego i pewną homologię do białka wiążącego retinaldehyd w siatkówce i do sec14, białka transferowego fosfolipidów (14). Ludzki gen został zsekwencjonowany i zlokalizowany na 8q13. 1-13.3 chromosomu 8 (14,15). a-TTP został skrystalizowany przez dwie różne grupy (16,17). Struktura obejmuje kieszeń wiążącą a-tokoferol, która ma zawias i pokrywę zamykającą uwięziony a-tokoferol.

Chociaż ekspresja a-TTP została po raz pierwszy zgłoszona jako ograniczona do hepatocytów (18), messenger RNA (mRNA) a-TTP został również wykryty w mózgu szczura, śledzionie, płucach i nerkach (19), a białko a-TTP zostało wykryte w ludzkim mózgu (20). Co więcej, a-TTP jest obecny w ciężarnej macicy myszy i ludzkim łożysku (21,22), co sugeruje, że funkcjonuje w celu zapewnienia odpowiedniego transferu a-tokoferolu do płodu podczas ciąży. W rzeczywistości, ekspresja mRNA a-TTP w łożysku była drugą po ekspresji w wątrobie (23). Stwierdzono również, że a-TTP był zlokalizowany nie tylko w cytozolu, ale znajdował się głównie w jądrach trofoblastu i w śródbłonku naczyń włosowatych płodu.

Mechanizm komórkowy, dzięki któremu a-TTP ułatwia preferencyjne wydzielanie a-tokoferolu do osocza przez wątrobę, nie został wyjaśniony. Bogate w triglicerydy chylomikrony oraz VLDL i LDL niosące witaminę E są pobierane przez wątrobę za pośrednictwem endocytozy pośredniczącej w receptorach. Horiguchi i współpracownicy (24) sugerują, że a-TTP przemieszcza się z cytozolu do endosomów w celu pozyskania a-tokoferolu, a następnie kompleks a-TTP/a-tokoferol przemieszcza się do błony plazmatycznej, gdzie a-tokoferol jest uwalniany do błony w celu pozyskania przez krążące lipoproteiny, zwłaszcza VLDL. Zha i współpracownicy (25) donieśli, że białko kasetowe A1 (ABCA1) wiążące adenozynotrójfosforan (ATP) w endosomach również odgrywa rolę w endocytozie, działając jako flippaza do translokacji fosfatydyloseryny do błony zewnętrznej i nasilając pączkowanie błony. Ponieważ ABCA1 może również przenosić a-tokoferol (26), ABCA1 może wzbogacać zewnętrzną błonę pęcherzyków endocytarnych w a-tokoferol; następnie a-TTP może preferencyjnie usuwać RRR-a-tokoferol z zewnętrznego listka błony endosomalnej w celu przeniesienia do błony plazmatycznej. Pozostaje do wyjaśnienia, czy ABCA1 uczestniczy w transferze a-tokoferolu bezpośrednio do i z a-TTP, jak sugerowali Horiguchi i współpracownicy (24), czy też niektóre inne białka również biorą udział w handlu a-tokoferolem.

Teraz okazuje się, że powinowactwo a-TTP do analogów witaminy E jest jednym z krytycznych wyznaczników stężenia w osoczu różnych form witaminy E (27). a-TTP wykazuje najwyższe powinowactwo do RRR-a-tokoferolu (100%), następnie do -tokoferolu (38%), γ-tokoferolu (9%), d-tokoferolu (2%), octanu a-tokoferolu (2%), chinonu a-tokoferolu (2%), SRR-a-tokoferolu (11%), a-tokotrienolu (12%) i troloxu (9%) (27). Dowodem na znaczenie tego białka w regulacji poziomu w osoczu są myszy z nokautem oraz ludzie z genetycznym niedoborem tego białka. U myszy z nokautem a-TTP stężenie a-tokoferolu w osoczu i tkankach wynosi od 2% do 20% stężenia u myszy kontrolnych (28,29), a myszy te nie mają zdolności rozróżniania naturalnie występującego RRR-a-tokoferolu od syntetycznego all-rac-a-tokoferolu (28). Od połowy lat 80-tych, kilkudziesięciu pacjentów z neurologicznymi ustaleniami zgodnymi z niedoborem witaminy E stwierdzono, że mają niskie poziomy w osoczu, ale nie ma dowodów na złe wchłanianie tłuszczu (30,31). Ci pacjenci z „ataksją z niedoborem witaminy E” (AVED) nie byli w stanie utrzymać normalnego stężenia a-tokoferolu w osoczu bez suplementacji dużymi doustnymi dawkami witaminy E. Chociaż mieli normalne wchłanianie jelitowe witaminy E, nie byli w stanie wydzielić a-tokoferolu z wątroby w VLDLs (9) i nie byli w stanie rozróżnić form witaminy E (32). Następnie wykazano, że AVED jest wynikiem homozygotycznych mutacji w genie kodującym a-TTP (31,33). Tak więc mutacje genetyczne a-TTP u ludzi i manipulacja genem u myszy ostatecznie wykazują znaczenie a-TTP w regulacji normalnego stężenia witaminy E w surowicy.

Dodatkowe białko cytozolowe, które reguluje stężenie a-tokoferolu w tkankach, zostało zidentyfikowane w wątrobie bydlęcej jako 46-kDa białko związane z tokoferolem (TAP) (34). Następnie sklonowano jego ludzki homolog, hTAP (35). hTAP ulega największej ekspresji w wątrobie, mózgu i prostacie (35). Stwierdzono, że TAP jest identyczny z czynnikiem białkowym supernatantu (SPF) (35,36), który zwiększa syntezę cholesterolu poprzez stymulację konwersji skwalenu do lanosterolu (36). Interesujące było odkrycie, że ludzki TAP/SPF kompleksuje z chinonem RRR-a-tokoferylu, produktem utleniania a-tokoferolu (37), sugerując potencjalną rolę w regulacji katabolizmu tokoferolu. Fizjologiczna funkcja TAP/SPF pozostaje przedmiotem badań.