摘要：脂蛋白脂酶是脂质中的关键酶，其主要功能是水解极低密度脂蛋白(VLDL)和乳糜微粒(CM)中的甘油三酯（TG）,使之转变为小分子量的脂肪酸，以供各种组织贮存和利用。其结构含有很多功能位点，其活性受多种因素的调控。本文就近年来在脂蛋白脂酶结构、活性调控及应用前景方面的研究做一综述。
关键词：脂蛋白脂酶（LPL）；结构;活性调控；应用前景
脂类是动物和人类必需的营养成分,也是生物体重要的组成成分。然而动物体内过多的脂质沉积不仅会引发动物本身的各种疾病如脂肪肝等,还可能通过含有过多脂肪和胆固醇的肉蛋奶间接引发人类的各种心血管疾病如冠心病、动脉硬化等。随着畜牧业的发展，人们已不停留在肉蛋奶的量上，更多追求肉蛋奶的质量。因此调控动物脂质代谢，生产出满足人们生活需要的各种畜产品已经成为国内外营养学家共同追求的目标。
1.脂蛋白脂酶的生物学功能
调控脂质代谢的酶有很多种，其中脂蛋白脂酶是关键酶之一。脂蛋白脂酶（LPL）是由脂肪细胞、骨骼肌细胞、乳腺细胞等实质细胞合成的一种蛋白水解酶，广泛分布于不同组织，其中在脂肪组织和骨骼肌中含量较高。合成后在肝素的作用下释放入血循环，在毛细血管内皮的腔面与载脂蛋白II结合发挥作用或储存于脂肪组织或在肌肉中分解供能。该酶在血浆脂蛋白的运输过程中起着重要作用，能催化水解极低密度脂蛋白(VLDL)和乳糜微粒(CM)中的甘油三酯（TG）,使之转变为小分子量的脂肪酸，以供各种组织贮存和利用。
2.脂蛋白脂酶的分子结构
脂蛋白脂酶属于脂肪酶基因家族的成员,是一个54KD的糖蛋白。活性的LPL由448个氨基酸残基组成，通过非共价键形成二聚体,每一个单体都包含一个脂质底物结合位点，其催化位点由Serl32、Aspl56、His241组成【1】。LPL的功能位点主要有：
N-连接糖基化位点、与脂蛋白类物质的结合位点、结合肝素的位点、与协同作用因子载脂蛋白相互作用的位点、与另一个LPL亚单位结合以形成活性同源二聚体的位点及催化位点【2】。
LPL基因位于8号染色体8p22区，是一个长度约为30kb的单拷贝基因，含10个外显子和9个内含子【3】。第1个外显子包含mRNA的5，-非编码区和LPL的信号肽；第2和第8个外显子含有N-连接糖基化位点序列。其中载脂蛋白C是LPL的激活剂【1】，肝素直接参与LPL的作用。
Raisonnier(1995)等将8个物种(人、猪、牛、绵羊、小鼠、大鼠、豚鼠和鸡)的LPL的核苷酸和氨基酸序列进行线性排列,发现主要结构域,如催化、N-糖基化和肝素结合点都是高度保守的,编码最长的一段相同的氨基酸链的序列在第2外显子的终点到第3外显子的起点,这个区域的重要性是编码β-5-Loop激活区域。在哺乳动物中，外显子10完全没有翻译，并含有物种特异的缺失、插入或A及A+T富有的元件，此8个物种的线性排列将为进一步研究LPL功能提供有用的工具【4】。
3.LPL的活性调控
研究发现，LPL刚从细胞中分泌出来是没有活性的，只有到达毛细血管壁才具有生理活性。LPL在不同的组织中表达量不一样，活性大小不同，对脂质代谢的作用各不相同。目前普遍认同，白色脂肪组织中LPL的活性升高有助于机体脂质的贮存，而骨骼肌中LPL的活性升高与机体产热有关。LPL在肌肉和骨骼肌组织中分布最多，在脂肪组织（AT）中的活性及其在肌肉组织中的相对活性决定了脂肪是储存或是供能。实际生产中通过调控不同组织中LPL的活性，以满足人们的不同需求。影响LPL活性的因素有很多，如胰岛素、肿瘤坏死因子等。
3.1胰岛素对LPL的调控
外源性胰岛素可增加脂肪组织中LPL活性,轻度降低骨骼肌LPL活性(Eckel,1996)【5】。Oscarsson(1999)报道，切除垂体的大鼠注射胰岛素7ｄ,其脂肪组织中LPL活性增加,但对心肌LPL活性无影响【6】。体外胰岛素对脂肪组织中LPL有直接作用，可提高脂肪细胞表面的免疫可检性LPL含量，促进LPL自发释放入介质中。还可增加脂肪细胞内LPL活性、LPL合成率及LPL
mRNA的水平。胰岛素调节脂肪组织中LPL的有效途径是通过Wortmannin敏感性通路和Rapamycin敏感性通路(Kraemer,1998)【7】。
胰岛素对心肌的作用情况不同。Ewart(1999)研究发现，胰岛素可以增强心肌LPL的活性，但仅表现于体内；在体外则无此作用，但与糖皮质激素合用也可增强培养的心肌细胞的LPL活性，其发生机理涉及到转录后和翻译后水平，因为LPL蛋白总量并未改变，仅是LPL特异性催化活性增加【8】。
3.2儿茶酚胺
研究发现，儿茶酚胺可刺激脂肪分解，增加脂肪酸的释放，降低大鼠脂肪组织中LPL的合成、降解与分泌，而 LPL mRNA水平可受或不受影响(Amri,1996)【9】。在脂肪组织或细胞中，儿茶酚胺和β-肾上腺素能制剂（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)研究发现，血液中去甲肾上腺素浓度与肌肉中LPL活性变化百分比呈显著的正相关。注射去甲肾上腺素可增加肌肉LPL量而不改变脂肪组织中LPL。注射后2h升高的LPL活性与肌肉中mRNA水平改变相一致，表明儿茶酚胺对LPL的作用具有组织特异性【5】。
3.3 肿瘤坏死因子α(TNF-α)
TNF-α对脂肪细胞代谢具有重要的调节作用， 脂肪细胞中LPL的活性与TNF-α的浓度有十分重要的关系。Kern等测定绝食情况下LPL的活性发现，TNF-α的表达量与LPL的活性成负相关；而且体重减轻后，脂肪细胞中TNF-α的浓度下降，LPL的活性增加到原来的411%【10】。这表明脂肪组织内源性TNF-α表达可能是通过增加胰岛素抗性和降低LPL活性来抑制肥胖的。给大鼠注射TNF-α，导致脂肪组织LPL活性下降，LPL活性降低可抑制脂肪组织外源性脂肪酸的生成，并增加了循环中甘油三酯和极低密度脂蛋白的浓度【11】。研究还发现，TNF-α可降低分化中前体脂肪细胞乙酰辅酶A羧化酶的活性，而该酶是脂生成的一种关键酶，但在完全分化的脂肪细胞中没有发现这种现象【12】。
Stephens J M（1991）用 TNF-α处理鼠的 3T3－L1脂肪细胞24 h后，LPL mRNA的含量降低70％；20 d后，LPL
mRNA恢复到正常水平。
3.4添加剂
近年来研究报道，在饲料中添加一些物质，可以在一定程度上调控LPL的活性，进而调控脂质的代谢，影响脂肪的沉积。
Sztalryd(1996)研究报道，烟碱可引起饥饿状态下脂肪垫LPL活性降低30％，而对LPL总量及其mRNA水平无影响；相反，烟碱可升高喂饲状态或饥饿状态下心肌LPL活性、总量及mRNA水平，提示烟碱可将贮存在脂肪组织的脂肪垫转化到肌肉组织中利用【13】。邹晓庭等（2002）探讨甜菜碱对蛋鸡脂肪代谢的作用机理发现，甜菜碱可显著降低腹脂中LPL活性【14】。占秀安等（2002）研究表明L-肉碱能增加肌肉、脂肪组织中LPL的活性及二者的活力比值，进而使肌肉相对于脂肪组织摄取更多的血液脂质而用以氧化供能【15】。
3.5其他
研究发现饥饿、饱食及食物的种类对LPL的活性具有一定的影响。饥饿1d后LPL总活性降低了47％，饥饿3d后降低了76％。饥饿状态下，肌肉或脂肪组织均可释放LPL及具有活性的LPL，但是餐后仅有肌肉释放具有活性的LPL【16】。
Shneider 等报道, 产蛋鸡apoVLDL 包含大量的apoVLDL - Ⅱ,这种载脂蛋白是在雌激素调控下合成的,是LPL的专一抑制剂。它能抑制LPL的活性,限制VLDL
水解,从而为卵黄的发育提供能量。
4.应用前景
4.1 作为候选基因
在过去的一段时间,育种者一直致力于培育快速生长的畜禽, 以满足消费者对肉产品的大量需求。然而, 快速生长的畜禽所带来的弊端是肉质的降低,
已不适合人们对高质量生活水准的要求。近年来，对猪、鸡的LPL基因研究较为清楚，将LPL基因作为脂肪沉积的候选基因具有广阔的前景。
根据cDNA序列和纯化酶的N-端序列分析得知，鸡脂肪LPL是1个含465个氨基酸的成熟蛋白质，并具有19或25个氨基酸的信号肽【17】。鸡的LPL基因也含有10个外显子和9个内含子，与其他哺乳动物是保守的。据研究,
沉积在肌肉内的脂肪含量与肉的嫩度和风味有着直接的关系。因此, 培育肌内脂肪含量高的肉鸡品种是鸡育种者新的目标。肌内脂肪含量是具有中等偏高遗传力的重要经济性状,
这一性状可被许多基因控制, 但存在着主基因效应。传统的数量遗传学通过对表型值的分析分离法可对主基因效应进行检测。近年来, 分子生物学领域的迅速发展为家畜遗传改良提供了新的机遇,
利用候选基因法可定位数量性状的主效基因。其候选基因的策略是根据动物生理生化特性, 把一些功能基因作为影响相应性状差异的候选基因, 再从中寻找对目标性状有直接影响的DNA
信息作为标记。
鉴于LPL在脂类代谢过程中的生物学功能，可将LPL基因作为脂肪沉积的候选基因，研究LPL基因的不同基因型与肌内脂肪含量的关系，确定影响肌内脂肪含量的分子遗传标记，提高优质性状选种的准确性，提高遗传进展，具有广泛的研究前景。
4.2 通过调节LPL的活性，预防或治疗一些疾病
根据近年来的研究发现，很多饲料添加剂可以调控LPL的活性，进而调控动物体脂的代谢,还可以减少或缓解一些疾病的发生。所以，在饲料中适当加入一些添加剂，可以收到良好的效果。
脂肪肝是由于过量的脂肪（主要为甘油三酯）在肝内蓄积过多所致，还与过氧化物酶和线粒体的脂肪酸氧化减少导致肝脏脂肪酸的减少有关。LPL作为水解血液中LP-TG的限速酶，其速率受底物和体内有关激素的共同调节。由于LPL是外周组织摄取TG-FA的限速因子，所以各组织中的LPL活性相当于一个“限流阀”，控制LP-TG在体内的流动和分配。由于禽蛋的特殊生理，其肝脏中转运出的VLDL，主要是沉积卵黄前体物质。因此，在蛋鸡体中，LPL活性起着控制VLDL向卵巢卵泡沉积或向腹部沉积的控制阀作用，腹脂LPL活性降低意味着VLDL输往卵泡中的量大，促进产蛋率，防止肝脏中脂肪的沉积，减少脂肪肝的发生。
研究报道，二氢吡啶、CLA都可通过影响蛋鸡腹脂中LPL的活性，调节肝脏中脂肪的沉积，缓解脂肪肝的发生【18】。但最佳适宜添加量及作用机理还不很清楚，有待研究。
