PHOSFOLIPASER: STRUKTUR, FUNKTIONER, TYPER - BIOLOGI - 2025

De phospholipaser er enzymer, der katalyserer hydrolysen af phospholipider. Disse er de mest rigelige og vigtige lipider i membranerne i alle cellulære organismer og har både strukturelle og metaboliske og signalerende funktioner. Phospholipider er kemiske molekyler af amfipatisk karakter, dvs. at de har en hydrofil polær ende og en hydrofob apolar ende.

Den polære ende dannes af molekylerne associeret med phosphatgruppen i et molekyle af diacylglycerol 3-phosphat. Den apolære ende består af de to alifatiske kæder, der er forestret til glycerolmolekylet gennem kulhydraterne i C-1 og C-2 positionerne.

Repræsentation af strukturen af ​​phospholipase A (Kilde: Cookie, via Wikimedia Commons)

Phospholipaser fungerer ved hydrolysering af en hvilken som helst af de fire esterbindinger, der forbinder alifatiske kæder, phosphatgruppen eller "hoved" -grupperne, der identificerer hver type phospholipid.

Produkterne af dens enzymatiske virkning svarer til lysophospholipider, diacylglyceroler eller phosphatidinsyrer, som også kan være substrater for andre phospholipase- eller lipaseenzymer generelt.

De findes i de fleste celler som secernerede proteiner, transmembranproteiner eller som intracellulære enzymer med flere og forskellige funktioner, blandt hvilke deres deltagelse i signaleringskaskader skiller sig ud.

Struktur

Nogle phospholipaser, såsom phospholipaser A, er blandt de mindste beskrevne enzymer med vægt mellem 13 og 15 kDa, mens andre, såsom phospholipaser C og D, overstiger 100 kDa.

Afhængig af den type phospholipase, der tages i betragtning, kan disse være opløselige proteiner eller integrerede membranproteiner, som i høj grad konditionerer egenskaberne for deres aminosyresekvenser og deres strukturelle arrangementer.

Nogle af disse enzymer har specifikke steder i deres struktur til binding af divalente kationer, såsom calcium, der ser ud til at have vigtige roller i deres katalytiske aktivitet.

Mange af disse enzymer syntetiseres som zymogener (inaktive forstadier), der kræver proteolytisk virkning af andre enzymer til deres aktivering. Dets aktivitet er reguleret af mange cellulære faktorer.

Funktioner

Den mest fremtrædende funktion af phospholipase-enzymer er funktionen af ​​nedbrydning af membranphospholipider, enten til rent strukturelle, metaboliske eller intracellulære kommunikationsformål.

Ud over disse nedbrydningsfunktioner kan disse enzymer have vigtige handlinger i visse biosyntetiske processer, da de udfører “remodellering” -opgaver, når de fungerer i synergi med andre acyltransferase-proteiner for at ændre fedtsyreskelettet til de forskellige phospholipider.

Blandt de phospholipase-afhængige biosyntetiske processer, der er beskrevet, er produktionen af ​​arachidonsyre og biosyntesen af ​​prostaglandiner, prostacycliner, thromboxaner og andre.

Funktioner i signalering

Phospholipase C deltager i hydrolysen af ​​phosphatidylinositoler og frigiver molekyler afledt af disse, der har vigtige funktioner som anden messenger i adskillige intracellulære kommunikations- og signalprocesser.

typer

Der er to hovedsæt med phospholipaser: acylhydrolaser og phosphodiesteraser. Klassificeringen inden for hvert sæt er baseret på placeringen af ​​det hydrolytiske snit, som de udfører på de forskellige esterbindinger, der forbinder "stykkerne" af de phospholipider, som de virker på.

De er ikke strengt specifikke med hensyn til typen af ​​phospholipid (i henhold til identiteten af ​​den polære gruppe eller dens carbonhydridkæder), men snarere med hensyn til placeringen af ​​bindingerne i rygraden af ​​glycerol 3-phosphat eller 1,2-diacyl glycerol 3- phosphat.

Phosfolipaser A og B hører til gruppen af ​​acylhydrolaser, mens phospholipaser C og D hører til phosphodiesteraser.

Phospholipase A

Denne gruppe af phospholipaser er ansvarlig for hydrolyse af acylestere, der er bundet til kulstof ved C-1 og C-2-stillingerne i diacylglycerolmolekylet.

Phospholipaser Al er kendt som dem, der hydrolyserer esterbindingerne mellem den alifatiske kæde og carbon 1 og A2, som hydrolyserer esterbindingerne mellem den alifatiske kæde og carbon 2 i glycerol.

Phosfolipaser A1 er generelt intracellulære proteiner, store i størrelse og generelt forbundet med plasmamembranen. Phosfolipaser A2 er på den anden side stabile ekstracellulære proteiner af meget lille størrelse og opløselige i vand.

De første beskrevne phospholipaser var dem af type A2, der blev opnået fra pankreatiske juice fra pattedyr og gift fra cobra-slanger.

Phospholipase B

Enzymerne, der hører til denne gruppe, kan hydrolysere esterbindingerne mellem en hvilken som helst af de to fedtsyrekæder i et phospholipid (i C-1- og C-2-stillingerne) og kan også virke på lysophospholipider.

De er fundet i mange arter af mikrober, protozoer og pattedyrceller og er en del af virulensfaktorerne i mange patogene svampe.

Phosfolipaser C og D

Enzymerne, der hører til denne gruppe, er ansvarlige for hydrolyse af phosphodiesterbindingerne mellem glycerolmolekylet og phosphatgruppen (Phospholipase C), der producerer 1,2-diacylglyceroler, og mellem phosphatgruppen og den polære gruppe, der er knyttet til den (Phospholipase D), der producerer phosphatidsyrer.

Phospholipase C blev først oprenset fra dyrkningsmediet for mange typer bakterier, men det findes i en lang række pattedyrceller.

De fleste af disse enzymer virker fortrinsvis på phosphatidylcholin, men viser aktivitet mod andre phospholipider, såsom phosphatidylinositol.

Phospholipase D er blevet undersøgt i vid udstrækning i plantevæv såsom kål, bomuld og majsfrø osv. Imidlertid er det også blevet påvist hos pattedyr og nogle mikroorganismer. Det er store enzymer, normalt mere end 100 kDa i molekylvægt.

Phospholipaser L eller glatte phospholipaser

Dette er de enzymer, der er ansvarlige for hydrolyse af fedtsyrer, der er bundet til lysophospholipider (phospholipider, som en phospholipase A for eksempel har handlet på, og som har en enkelt fedtsyrekæde bundet).

De er kendt som Phospholipases L1 og Phospholipases L2 afhængigt af carbonatomet i glycerolmolekylet, som de virker på.

Disse enzymer er blevet oprenset fra mange mikroorganismer, giften for nogle insekter, eosinofile celler og mange forskellige pattedyrsvæv.

Referencer

1. Aloulou, A., Rahier, R., Arhab, Y., Noiriel, A., & Abousalham, A. (2018). Phospholipases: et overblik. I J. Walker (red.), Lipaser og phospholipaser (2. udg., S. 438). Humana Press.
2. Dennis, EA (1983). Phospholipaser. I The Enzymes Vol. XVI (s. 47). Academic Press, Inc.
3. Mackness, M., & Clerc, M. (1993). Esteraser, lipaser og fosfolipaser: Fra struktur til klinisk betydning. Bordeaux: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Rawn, JD (1998). Biokemi. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson forlag.
5. van Deenen, L., & de Haas, G. (1966). Phosphoglycerider og phospholipaser. Annu. Præsten Biochem. 35, 157-194.