リポタンパク質: 脂質輸送に関わる脂質・タンパク質複合体

protein_gene/l/lipoprotein
10-28-2017 updated

  1. 概要: リポタンパク質とは
  2. リポタンパク質の分類 (哺乳類)
  3. リポタンパク質の分離法
    • 超遠心
    • HPLC

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概要: リポタンパク質とは

リポタンパク質 lipoprotein とは脂質 lipid とタンパク質 protein の複合体で、一般には血液を介して脂質の輸送を行うタンパク質をいう。

動脈硬化のリスク因子として有名な悪玉コレステロールは、LDL というリポタンパク質に含まれるコレステロール cholesterol のことである。

下の図 (5) は、もっとも直径が大きいリポタンパク質であるキロミクロン chylomicron の構造の模式図である。脂質は疎水性であるため、血液 との直接のコンタクトを避けるように、タンパク質およびリン脂質に囲われている。

リポタンパク質のタンパク質部分を、アポリポタンパク質 apolipoprotein という。図の ApoE、ApoB などが相当する。T および C はそれぞれ トリアシルグリセロール および コレステロール であり、これらが輸送される脂質成分の主体である。



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リポタンパク質の分類 (哺乳類)

哺乳類のリポタンパク質は、密度の低い方から

  • キロミクロン chylomicron, CM
  • 超低比重リポタンパク質 very low density lipoprotein, VLDL
  • 中間比重リポタンパク質 intermediate-density lipoprotein, IDL
  • 低比重リポタンパク質 low densigy lipoprotein, LDL
  • 高比重リポタンパク質 high density lipoprotein, HDL

に分けられている。それぞれの特徴は以下の表の通りである (1)。

組成は TG, トリアシルグリセロール; CE, コレステリルエステル; C, 遊離コレステロール; PL, リン脂質; P, タンパク質である。

TG や CE は比重が 1.0 より小さい (水よりも軽い)。そのため、これらを多く含んでいるリポタンパク質ほど、全体の比重も小さいことになる。

種類 密度 (g/ml) 直径 (nm) Apolipoprotein 機能 組成
TG CE C PL P
CM < 0.95 75-1200 B48, C, E Dietary fat transport 86 3 1 8 2
VLDL 0.95-1.006 30-80 B100, C, E Endogenous fat transport 52 14 7 18 8
IDL 1.006-1.019 15-35 B100, E LDL precursor 38 30 8 23 11
LDL 1.019-1.063 18-25 B100 Cholesterol transport 10 38 8 22 21
HDL 1.063-1.21 7.5-20 A Reverse cholesterol transport 5 14 3 19 33

リポタンパク質の性質には種間差がある。たとえば、魚類は脂質を優先的にエネルギー源として使うため、血液中の脂質およびリポタンパク質量が哺乳類よりも高い (2)。血清タンパク質におけるアポリポタンパク質の割合は、ヒトで10%、ニジマスで36%である (2)。また、遊離脂肪酸 NEFA よりもリポタンパク質に含まれる脂質が多いのも特徴である (2)。


リポタンパク質の分離法

超遠心 ultracentrifuge は、伝統的なリポタンパク質の分離法である。上の表に示された比重に従って血清成分を分離していくために、比重液の重層 → 超遠心 → 次の比重液の重層 →; 超遠心・・・ を繰り返していく。

日立工機のサイト (4) にとてもわかりやすい説明があったので、図を 1 枚だけ引用させて頂く。詳細は Reference 4 のサイトを参照のこと。


  • ここでは、まず VLDL (< 1.006 g/ml なので CM も含まれている ) を単離するため、1.006 g/ml に比重を合わせた比重液 A を血清に重層し、超遠心にかける。
  • 写真では、見やすいように脂質部分を染色している。VLDL (+ CM) の画分が上にきて、中央に比重液、下に重い成分がきているのがわかる。この分離パターンが実際に実験をしていない人には想像しにくいと思ったので。写真を転載させて頂いた。
  • VLDL 画分を別の容器にとったあとに、比重液の密度を 1.063 g/ml にし、さらに超遠心をする。
  • このとき、1.063 g/ml よりも重い比重液 B を加え、比重液 A と混ざったあとに、最終的に密度が 1.063 g/ml になっていなければならないので注意すること。


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References

  1. Amazon link: ストライヤー生化学: 使っているのは英語の 6 版ですが、日本語の 7 版を紹介しています。参考書のページ にレビューがあります。
  2. Babin & Vernier 1989a (Review). Plasma lipoprotein in fish. J Lipid Res 30, 467-489.
  3. 岡崎 2010a (Review). LDL コレステロールとは? その測定法の問題点と解決策は? オレオサイエンス 10, 471-475.
  4. 小型超遠心機による血清リポタンパク質の分離. himac application No. 81. Web.
  5. By Xvazquez - Own work, CC BY-SA 3.0, Link