載脂蛋白基因的分離是通過(guò)用相應(yīng)的cDNA作為探針篩選基因文庫(kù)而完成的。比較基因的核苷酸序列與cDNA的核苷酸序列得以鑒定基因的內(nèi)含子與外顯子數(shù)目以及它們的分界線,。大部分真核細(xì)胞的基因含有內(nèi)含子,，內(nèi)含子不編碼氨基酸,，但有些內(nèi)含子參與基因表達(dá)的調(diào)控,。外顯子通常占據(jù)基因內(nèi)的三個(gè)區(qū)域：第一個(gè)區(qū)域不編碼氨基酸，含有RNA轉(zhuǎn)錄起始以及導(dǎo)向mRNA至核糖體合成蛋白質(zhì)的信號(hào)序列;第二個(gè)區(qū)域編碼信號(hào)肽,、前肽以及成熟蛋白質(zhì)的部分氨基酸;第三個(gè)區(qū)域除編碼成熟蛋白質(zhì)的氨基酸外,，還含有終止翻譯以及添加聚腺苷酸的信號(hào)。并非每個(gè)基因所含的內(nèi)含子與外顯子數(shù)目相等,。真核細(xì)胞基因的這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也體現(xiàn)在載脂蛋白的基因結(jié)構(gòu)中,。有些載脂蛋白基因具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征。本節(jié)重點(diǎn)介紹ApoAⅠ,、AⅡ,、AⅣ、CⅠ,、CⅡ,、CⅢ、E基因結(jié)構(gòu)的類同性,、載脂蛋白B基因的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及Apo(a)基因的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),。其他的載脂蛋白基因結(jié)構(gòu)均以列表的形式介紹。

　　一、ApoAⅠ,、AⅡ,、AⅣ、CⅠ,、CⅡ,、CⅢ及E的基因結(jié)構(gòu)的類同性

　　載脂蛋白AⅠ、AⅡ,、AⅣ,、CⅠ、CⅡ,、CⅢ以及E的基因結(jié)構(gòu)非常相似,。除ApoAⅣ缺少第1個(gè)內(nèi)含子外，其余的載脂蛋白基因均由三個(gè)內(nèi)含子與四個(gè)外顯子組成(如圖4-1所示),。內(nèi)含子的分布位置幾乎相同,。第一個(gè)內(nèi)含子截?cái)?'未翻譯區(qū)，第二個(gè)內(nèi)含子截?cái)嘈盘?hào)肽的編碼區(qū),，靠近信號(hào)肽的切割部位,，第三個(gè)內(nèi)含子截?cái)嗑幋a成熟蛋白質(zhì)的區(qū)域。盡管ApoAⅣ缺少第一個(gè)內(nèi)含子,，它的第二及第三內(nèi)含子的分布與其他載脂蛋白相同,。載脂蛋白AⅠ、AⅡ,、CⅠ,、CⅡ、CⅢ,、E基因的前三個(gè)外顯子以及ApoAⅣ基因的前二個(gè)外顯子的長(zhǎng)度頗為相近,，它們之間長(zhǎng)度的不同主要取決于第四個(gè)或第三個(gè)(ApoAⅣ)外顯子的長(zhǎng)短。這七種載脂蛋白基因結(jié)構(gòu)的類同支持如下假說(shuō),，即這些基因起源于一個(gè)共同的前體,，通過(guò)部分或完全的基因重復(fù)的機(jī)制衍化而來(lái)。

　　圖4-1 載脂蛋白AⅠ,、AⅡ,、AⅣ、CⅠ,、CⅡ,、CⅢ以及E的基因結(jié)構(gòu)示意圖

　　寬方塊代表外顯子，細(xì)線代表內(nèi)含子或5'及3'側(cè)翼區(qū),。在外顯子區(qū)內(nèi)：兩端的空方塊代表5'及3'未翻譯區(qū);斜線方塊代表信號(hào)肽區(qū);位于信號(hào)肽與成熟肽之間的窄空方塊代表前肽(Prosegment)區(qū),。圖中的數(shù)值表示各個(gè)外顯子的長(zhǎng)度(核苷酸對(duì)的數(shù)目),。(源出：L.Chan,Klin.Wochenschr.67:227,1989)

　　二、載脂蛋白B的基因結(jié)構(gòu)

　　與上述載脂蛋白基因的結(jié)構(gòu)相比較,，載脂蛋白B的基因結(jié)構(gòu)具有顯著的差異,。后者長(zhǎng)達(dá)43000核苷酸堿基對(duì)，含有28個(gè)內(nèi)含子與29個(gè)外顯子,。其中外顯子26與29分別長(zhǎng)達(dá)7572與1906堿基對(duì),。外顯子26編碼載脂蛋白B的第1379至3903個(gè)氨基酸，它比迄今為止所發(fā)現(xiàn)的哺乳動(dòng)物基因的任何外顯子都長(zhǎng)3倍之多,。這種特長(zhǎng)的外顯子是否由一些短外顯子融合所致尚不清楚,。在載脂蛋白B的內(nèi)含子中，已發(fā)現(xiàn)有6種重復(fù)DNA序列,。其中某些特征序列模式已成為流行病學(xué)及家族研究的工具,。

　　載脂蛋白B基因表達(dá)的產(chǎn)物有ApoB100和ApoB48，前者由4536個(gè)氨基酸組成,，后者包含2152個(gè)氨基酸,。載脂蛋白B48是由小腸RNA剪切酶修飾ApoB信使RNA所產(chǎn)生的。小腸ApoB信使RNA在第6666個(gè)核苷酸的位置上含U,，而肝ApoB信使RNA的同一位置上為C,。由U取代C導(dǎo)致了一個(gè)終止翻譯密碼子(UAA)的產(chǎn)生。UAA取代了編碼ApoB100第2153個(gè)氨基酸谷氨酰胺的CAA密碼子,。故在小腸ApoB基因表達(dá)的產(chǎn)物ApoB48僅含2152個(gè)氨基酸,。約占ApoB100組成的48%(見圖4-2)。這種ApoB信使RNA剪切機(jī)制在哺乳動(dòng)物的分子生物學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)是空前未有的先例,。這種機(jī)制的存在有何生理意義還待進(jìn)一步的探討,。

　　圖4-2 載脂蛋白B基因結(jié)構(gòu)以及ApoB100與ApoB48合成示意圖

　　載脂蛋白B基因的29個(gè)外顯子均由豎線表示出來(lái)，其中兩個(gè)特長(zhǎng)的外顯子26個(gè)和29作了特別的標(biāo)記,。位于外顯子之間的28個(gè)間隙代表28個(gè)內(nèi)含子,。圖中的堿基對(duì)數(shù)目分別代表載脂蛋白B基因,、載脂蛋白B100信使RNA以及ApoB48信使RNA的長(zhǎng)度,。UAA和TAA為終止翻譯密碼子，CAA為編碼谷氨酰胺的密碼子,。(源自Young S G Circulation82(5):1597,1990)

　　三,、載脂蛋白(a)的基因結(jié)構(gòu)

　　載脂蛋白(a)的基因由10～45個(gè)內(nèi)含子和11～46個(gè)外顯子組成(見圖4-3A)。這種變異主要取決于Kringle(丹麥烤卷餅)-4功能區(qū)的數(shù)目,，此數(shù)目可高達(dá)37,。其中24個(gè)Kringle-4功能區(qū)核苷酸序列完全相同，均由342核苷酸堿基對(duì)組成,。第24,、27、28及29區(qū)僅相異于3個(gè)核苷酸。其他的區(qū)有11～71核苷酸序列的不同,。Apo(a)基因的結(jié)構(gòu)與血纖維蛋白溶酶原的基因結(jié)構(gòu)相似(見圖4-3A與圖4-1B),。其中信號(hào)肽編碼區(qū)100%的等同。其他區(qū)域的類似程度在75%～94%不等,。這提示Apo(a)與血纖維蛋白溶酶原基因由同一個(gè)前體衍化而來(lái),。正是由于這個(gè)類同性，脂蛋白(a)不僅與脂類代謝有關(guān),。而且也參與血液凝固的機(jī)制,。

　　圖4-3 Apo(a)與血纖維蛋白溶酶原基因結(jié)構(gòu)(A)與cDNR結(jié)構(gòu)(B)的比較

　　在圖4-3A中，數(shù)值Ⅰ-XIX標(biāo)記的豎棒代表外顯子的數(shù)目與序列,。外顯子間的間隙為內(nèi)含子,。在Apo(a)的基因結(jié)構(gòu)中，n代表Kringle-4功能區(qū)的數(shù)目是變動(dòng)的,，可高達(dá)37,。在圖4-3B中，S代表信號(hào)肽：T代表“尾巴”區(qū);Ⅰ-Ⅴ分別代表Kringle-5功能區(qū);P代表蛋白酶功能區(qū),。血纖維蛋白溶酶原與Apo(a)各功能區(qū)的相似程度(%)標(biāo)記在圖B的下部,。(源自：Ichinose A. Biochemistry31:3115,1992 and Mclean et al. Nature 330:136,1987.)

　　四、人體載脂蛋白基因結(jié)構(gòu)一覽表

　　表4-1列出所有已經(jīng)鑒定的人體載脂蛋白的基因結(jié)構(gòu),，即內(nèi)含子與外顯子的組成以及基因表達(dá)后的產(chǎn)物信號(hào)肽,、前肽及成熟肽的分布。表中附有的文獻(xiàn)索引供進(jìn)一步查閱時(shí)參考,。

　　表4-1 人體載脂蛋白基因的結(jié)構(gòu)特征

　　基因內(nèi)含子外顯子信號(hào)肽前肽成熟肽參考文獻(xiàn)

　　AⅠ341862436

　　AⅡ34185777

　　AⅣ232003778

　　(a)10-4511-461904.5294.5

　　B28292704.5369

　　CⅠ342605710.2

　　CⅡ342207911

　　CⅢ342007912a

　　CⅣ2325010212b

　　D4520016913

　　E3418029914

　　F**22028615

　　G*

　　H**19032616

　　J89?042717.27

　　*：尚未見有關(guān)資料報(bào)道,。