Hepatiskt a-tocopherolöverföringsprotein och reglering av serumnivåer

a-TTP identifierades för första gången 1977 (11) och visades överföra a-tocopherol mellan liposomer och mikrosomer (12). Man tror nu att a-TTP är det hepatiska protein som känner igen RRR-a-tokoferol från inkommande chylo-mikroner och som företrädesvis reglerar dess resekretion i hepatiska VLDL-derivat (13). Hepatisk a-TTP har isolerats och dess komplementära DNA-sekvenser har rapporterats från en rad olika arter, däribland människa, mus, råtta, hund och ko. Det mänskliga proteinet, som kodar för 238 aminosyror, har 94 % homologi med råttproteinet och viss homologi med retinaldehydbindande protein i näthinnan och med sec14, ett fosfolipidöverföringsprotein (14). Den mänskliga genen har sekvenserats och lokaliserats till 8q13. 1-13.3 på kromosom 8 (14,15). a-TTP har kristalliserats av två olika grupper (16,17). Strukturen omfattar en a-tokoferolbindande ficka, som har ett gångjärn och ett lock som stängs och fångar in a-tokoferol.

Och även om uttrycket av a-TTP först rapporterades vara begränsat till hepatocyter (18) har a-TTP messenger RNA (mRNA) också påvisats i hjärna, mjälte, lunga och njure hos råttor (19), och a-TTP-protein har påvisats i mänsklig hjärna (20). Dessutom finns a-TTP i livmodern hos gravida musar och i mänsklig placenta (21,22), vilket tyder på att det fungerar för att säkerställa adekvat a-tokoferolöverföring till fostret under graviditeten. Faktum är att mRNA-uttrycket av a-TTP i placenta var näst efter leveruttrycket (23). Det rapporterades också att a-TTP lokaliserades inte bara i cytosolen, utan var övervägande lokaliserad i trophoblastens kärnor och i endotelet i de fetala kapillärerna.

Den cellulära mekanism genom vilken a-TTP underlättar preferentiell utsöndring av a-tokoferol till plasma från levern har inte klarlagts. Triglyceridrika chylomikroner och VLDL och LDL som innehåller E-vitamin tas upp av levern via receptormedierad endocytos. Horiguchi och medarbetare (24) föreslår att a-TTP translokeras från cytosolen till endosomerna för att förvärva a-tokoferol, och att a-TTP/a-tokoferolkomplexet sedan rör sig till plasmamembranet där a-tokoferol frigörs till membranet för att förvärvas av cirkulerande lipoproteiner, särskilt VLDL. Zha och medarbetare (25) har rapporterat att det adenosintrifosfat (ATP)-bindande kassettprotein A1 (ABCA1) i endosomer också spelar en roll i endocytos genom att fungera som ett flippas för att translokera fosfatidylserin till det yttre membranet och potentiera membranets knoppning. Eftersom ABCA1 också kan överföra a-tokoferol (26) skulle ABCA1 kunna berika de endocytära vesiklarnas yttre membran med a-tokoferol; därefter skulle a-TTP företrädesvis kunna avlägsna RRR-a-tokoferol från det yttre bladet av det endosomala membranet för överföring till plasmamembranet. Det återstår att klargöra om ABCA1 deltar i överföringen av a-tokoferol direkt till och från a-TTP, vilket föreslogs av Horiguchi och kollegor (24), eller om några andra proteiner också är involverade i trafiken av a-tokoferol.

Det visar sig nu att a-TTP:s affinitet för E-vitaminanaloger är en av de kritiska bestämningsfaktorerna för plasmakoncentrationerna av de olika formerna av E-vitamin (27). a-TTP har högst affinitet för RRR-a-tokoferol (100 %), följt av -tokoferol (38 %), γ-tokoferol (9 %), d-tokoferol (2 %), a-tokoferolacetat (2 %), a-tokoferolkinon (2 %), SRR-a-tokoferol (11 %), a-tokotrienol (12 %) och trolox (9 %) (27). Bevis för detta proteins betydelse för regleringen av plasmanivåerna kommer från knockoutmöss och människor med genetisk brist på detta protein. Hos a-TTP knockout-möss är koncentrationerna av a-tokoferol i plasma och vävnad 2 % till 20 % av kontrollmusen (28,29), och mössen saknar förmågan att skilja mellan det naturligt förekommande RRR-a-tokoferol och syntetiskt, all-rac-a-tokoferol (28). Sedan mitten av 1980-talet har flera dussin patienter med neurologiska fynd som överensstämmer med E-vitaminbrist visat sig ha låga plasmanivåer, men inga tecken på fettmalabsorption (30,31). Dessa patienter med ”ataxi med E-vitaminbrist” (AVED) kunde inte bibehålla normala koncentrationer av a-tokoferol i plasma utan tillskott av stora orala doser E-vitamin. Även om de hade normal absorption av E-vitamin i tarmen kunde de inte utsöndra a-tokoferol från levern i VLDL (9) och kunde inte skilja mellan olika former av E-vitamin (32). AVED visade sig senare vara ett resultat av homozygota mutationer i den gen som kodar för a-TTP (31,33). Genetiska mutationer av a-TTP hos människor och genmanipulation hos möss visar således entydigt på betydelsen av a-TTP för att reglera normala serumkoncentrationer av vitamin E.

Ett ytterligare cytosoliskt protein som reglerar vävnadskoncentrationerna av a-tokoferol har identifierats i nötlevern som det 46 kDa-tokoferol-associerade proteinet (TAP) (34). Därefter klonades den mänskliga homologen, hTAP, (35). hTAP uttrycks mest i lever, hjärna och prostata (35). Det har visat sig att TAP är identiskt med supernatant protein factor (SPF) (35,36), som ökar kolesterolsyntesen genom att stimulera squalenomvandlingen till lanosterol (36). Av intresse var upptäckten att humant TAP/SPF-komplex med RRR-a-tokoferylkinon, oxidationsprodukten av a-tokoferol (37), vilket tyder på en potentiell roll i regleringen av tokoferolkatabolismen. Den fysiologiska funktionen av TAP/SPF är fortfarande under utredning.