摘要：脂蛋白脂酶是脂質中的關鍵酶，其主要功能是水解極低密度脂蛋白(VLDL)和乳糜微粒(CM)中的甘油三酯（TG）,使之轉變為小分子量的脂肪酸，以供各種組織貯存和利用。其結構含有很多功能位點，其活性受多種因素的調控。本文就近年來在脂蛋白脂酶結構、活性調控及應用前景方面的研究做一綜述。
關鍵詞：脂蛋白脂酶（LPL）；結構;活性調控；應用前景
脂類是動物和人類必需的營養成分,也是生物體重要的組成成分。然而動物體內過多的脂質沉積不僅會引發動物本身的各種疾病如脂肪肝等,還可能通過含有過多脂肪和膽固醇的肉蛋奶間接引發人類的各種心血管疾病如冠心病、動脈硬化等。隨著畜牧業的發展，人們已不停留在肉蛋奶的量上，更多追求肉蛋奶的質量。因此調控動物脂質代謝，生產出滿足人們生活需要的各種畜產品已經成為國內外營養學家共同追求的目標。
1.脂蛋白脂酶的生物學功能
調控脂質代謝的酶有很多種，其中脂蛋白脂酶是關鍵酶之一。脂蛋白脂酶（LPL）是由脂肪細胞、骨骼肌細胞、乳腺細胞等實質細胞合成的一種蛋白水解酶，廣泛分布于不同組織，其中在脂肪組織和骨骼肌中含量較高。合成后在肝素的作用下釋放入血循環，在毛細血管內皮的腔面與載脂蛋白II結合發揮作用或儲存于脂肪組織或在肌肉中分解供能。該酶在血漿脂蛋白的運輸過程中起著重要作用，能催化水解極低密度脂蛋白(VLDL)和乳糜微粒(CM)中的甘油三酯（TG）,使之轉變為小分子量的脂肪酸，以供各種組織貯存和利用。
2.脂蛋白脂酶的分子結構
脂蛋白脂酶屬于脂肪酶基因家族的成員,是一個54KD的糖蛋白?；钚缘腖PL由448個氨基酸殘基組成，通過非共價鍵形成二聚體,每一個單體都包含一個脂質底物結合位點，其催化位點由Serl32、Aspl56、His241組成【1】。LPL的功能位點主要有：
N-連接糖基化位點、與脂蛋白類物質的結合位點、結合肝素的位點、與協同作用因子載脂蛋白相互作用的位點、與另一個LPL亞單位結合以形成活性同源二聚體的位點及催化位點【2】。
LPL基因位于8號染色體8p22區，是一個長度約為30kb的單拷貝基因，含10個外顯子和9個內含子【3】。第1個外顯子包含mRNA的5，-非編碼區和LPL的信號肽；第2和第8個外顯子含有N-連接糖基化位點序列。其中載脂蛋白C是LPL的激活劑【1】，肝素直接參與LPL的作用。
Raisonnier(1995)等將8個物種(人、豬、牛、綿羊、小鼠、大鼠、豚鼠和雞)的LPL的核苷酸和氨基酸序列進行線性排列,發現主要結構域,如催化、N-糖基化和肝素結合點都是高度保守的,編碼最長的一段相同的氨基酸鏈的序列在第2外顯子的終點到第3外顯子的起點,這個區域的重要性是編碼β-5-Loop激活區域。在哺乳動物中，外顯子10完全沒有翻譯，并含有物種特異的缺失、插入或A及A+T富有的元件，此8個物種的線性排列將為進一步研究LPL功能提供有用的工具【4】。
3.LPL的活性調控
研究發現，LPL剛從細胞中分泌出來是沒有活性的，只有到達毛細血管壁才具有生理活性。LPL在不同的組織中表達量不一樣，活性大小不同，對脂質代謝的作用各不相同。目前普遍認同，白色脂肪組織中LPL的活性升高有助于機體脂質的貯存，而骨骼肌中LPL的活性升高與機體產熱有關。LPL在肌肉和骨骼肌組織中分布最多，在脂肪組織（AT）中的活性及其在肌肉組織中的相對活性決定了脂肪是儲存或是供能。實際生產中通過調控不同組織中LPL的活性，以滿足人們的不同需求。影響LPL活性的因素有很多，如胰島素、腫瘤壞死因子等。
3.1胰島素對LPL的調控
外源性胰島素可增加脂肪組織中LPL活性,輕度降低骨骼肌LPL活性(Eckel,1996)【5】。Oscarsson(1999)報道，切除垂體的大鼠注射胰島素7ｄ,其脂肪組織中LPL活性增加,但對心肌LPL活性無影響【6】。體外胰島素對脂肪組織中LPL有直接作用，可提高脂肪細胞表面的免疫可檢性LPL含量，促進LPL自發釋放入介質中。還可增加脂肪細胞內LPL活性、LPL合成率及LPL
mRNA的水平。胰島素調節脂肪組織中LPL的有效途徑是通過Wortmannin敏感性通路和Rapamycin敏感性通路(Kraemer,1998)【7】。
胰島素對心肌的作用情況不同。Ewart(1999)研究發現，胰島素可以增強心肌LPL的活性，但僅表現于體內；在體外則無此作用，但與糖皮質激素合用也可增強培養的心肌細胞的LPL活性，其發生機理涉及到轉錄后和翻譯后水平，因為LPL蛋白總量并未改變，僅是LPL特異性催化活性增加【8】。
3.2兒茶酚胺
研究發現，兒茶酚胺可刺激脂肪分解，增加脂肪酸的釋放，降低大鼠脂肪組織中LPL的合成、降解與分泌，而 LPL
mRNA水平可受或不受影響(Amri,1996)【9】。在脂肪組織或細胞中，兒茶酚胺和β-腎上腺素能制劑（AMP）可抑制LPL活性，但在心肌和骨骼肌中LPL的活性是提高的。Eckel(1996)研究發現，血液中去甲腎上腺素濃度與肌肉中LPL活性變化百分比呈顯著的正相關。注射去甲腎上腺素可增加肌肉LPL量而不改變脂肪組織中LPL。注射后2h升高的LPL活性與肌肉中mRNA水平改變相一致，表明兒茶酚胺對LPL的作用具有組織特異性【5】。
3.3 腫瘤壞死因子α(TNF-α)
TNF-α對脂肪細胞代謝具有重要的調節作用，
脂肪細胞中LPL的活性與TNF-α的濃度有十分重要的關系。Kern等測定絕食情況下LPL的活性發現，TNF-α的表達量與LPL的活性成負相關；而且體重減輕后，脂肪細胞中TNF-α的濃度下降，LPL的活性增加到原來的411%【10】。這表明脂肪組織內源性TNF-α表達可能是通過增加胰島素抗性和降低LPL活性來抑制肥胖的。給大鼠注射TNF-α，導致脂肪組織LPL活性下降，LPL活性降低可抑制脂肪組織外源性脂肪酸的生成，并增加了循環中甘油三酯和極低密度脂蛋白的濃度【11】。研究還發現，TNF-α可降低分化中前體脂肪細胞乙酰輔酶A羧化酶的活性，而該酶是脂生成的一種關鍵酶，但在完全分化的脂肪細胞中沒有發現這種現象【12】。
Stephens J M（1991）用 TNF-α處理鼠的 3T3－L1脂肪細胞24 h后，LPL mRNA的含量降低70％；20 d后，LPL
mRNA恢復到正常水平。
3.4添加劑
近年來研究報道，在飼料中添加一些物質，可以在一定程度上調控LPL的活性，進而調控脂質的代謝，影響脂肪的沉積。
Sztalryd(1996)研究報道，煙堿可引起饑餓狀態下脂肪墊LPL活性降低30％，而對LPL總量及其mRNA水平無影響；相反，煙堿可升高喂飼狀態或饑餓狀態下心肌LPL活性、總量及mRNA水平，提示煙堿可將貯存在脂肪組織的脂肪墊轉化到肌肉組織中利用【13】。鄒曉庭等（2002）探討甜菜堿對蛋雞脂肪代謝的作用機理發現，甜菜堿可顯著降低腹脂中LPL活性【14】。占秀安等（2002）研究表明L-肉堿能增加肌肉、脂肪組織中LPL的活性及二者的活力比值，進而使肌肉相對于脂肪組織攝取更多的血液脂質而用以氧化供能【15】。
3.5其他
研究發現饑餓、飽食及食物的種類對LPL的活性具有一定的影響。饑餓1d后LPL總活性降低了47％，饑餓3d后降低了76％。饑餓狀態下，肌肉或脂肪組織均可釋放LPL及具有活性的LPL，但是餐后僅有肌肉釋放具有活性的LPL【16】。
Shneider 等報道, 產蛋雞apoVLDL 包含大量的apoVLDL -
Ⅱ,這種載脂蛋白是在雌激素調控下合成的,是LPL的專一抑制劑。它能抑制LPL的活性,限制VLDL 水解,從而為卵黃的發育提供能量。
4.應用前景
4.1 作為候選基因
在過去的一段時間,育種者一直致力于培育快速生長的畜禽, 以滿足消費者對肉產品的大量需求。然而, 快速生長的畜禽所帶來的弊端是肉質的降低,
已不適合人們對高質量生活水準的要求。近年來，對豬、雞的LPL基因研究較為清楚，將LPL基因作為脂肪沉積的候選基因具有廣闊的前景。
根據cDNA序列和純化酶的N-端序列分析得知，雞脂肪LPL是1個含465個氨基酸的成熟蛋白質，并具有19或25個氨基酸的信號肽【17】。雞的LPL基因也含有10個外顯子和9個內含子，與其他哺乳動物是保守的。據研究,
沉積在肌肉內的脂肪含量與肉的嫩度和風味有著直接的關系。因此,
培育肌內脂肪含量高的肉雞品種是雞育種者新的目標。肌內脂肪含量是具有中等偏高遺傳力的重要經濟性狀, 這一性狀可被許多基因控制,
但存在著主基因效應。傳統的數量遺傳學通過對表型值的分析分離法可對主基因效應進行檢測。近年來, 分子生物學領域的迅速發展為家畜遺傳改良提供了新的機遇,
利用候選基因法可定位數量性狀的主效基因。其候選基因的策略是根據動物生理生化特性, 把一些功能基因作為影響相應性狀差異的候選基因,
再從中尋找對目標性狀有直接影響的DNA 信息作為標記。
鑒于LPL在脂類代謝過程中的生物學功能，可將LPL基因作為脂肪沉積的候選基因，研究LPL基因的不同基因型與肌內脂肪含量的關系，確定影響肌內脂肪含量的分子遺傳標記，提高優質性狀選種的準確性，提高遺傳進展，具有廣泛的研究前景。
4.2 通過調節LPL的活性，預防或治療一些疾病
根據近年來的研究發現，很多飼料添加劑可以調控LPL的活性，進而調控動物體脂的代謝,還可以減少或緩解一些疾病的發生。所以，在飼料中適當加入一些添加劑，可以收到良好的效果。
脂肪肝是由于過量的脂肪（主要為甘油三酯）在肝內蓄積過多所致，還與過氧化物酶和線粒體的脂肪酸氧化減少導致肝臟脂肪酸的減少有關。LPL作為水解血液中LP-TG的限速酶，其速率受底物和體內有關激素的共同調節。由于LPL是外周組織攝取TG-FA的限速因子，所以各組織中的LPL活性相當于一個“限流閥”，控制LP-TG在體內的流動和分配。由于禽蛋的特殊生理，其肝臟中轉運出的VLDL，主要是沉積卵黃前體物質。因此，在蛋雞體中，LPL活性起著控制VLDL向卵巢卵泡沉積或向腹部沉積的控制閥作用，腹脂LPL活性降低意味著VLDL輸往卵泡中的量大，促進產蛋率，防止肝臟中脂肪的沉積，減少脂肪肝的發生。
研究報道，二氫吡啶、CLA都可通過影響蛋雞腹脂中LPL的活性，調節肝臟中脂肪的沉積，緩解脂肪肝的發生【18】。但最佳適宜添加量及作用機理還不很清楚，有待研究。
