FOSFOLIPAASIT: RAKENNE, TOIMINNOT, TYYPIT - BIOLOGIA - 2025

Fosfolipaasit ovat entsyymejä, jotka katalysoivat fosfolipidit. Nämä ovat yleisimpiä ja tärkeimpiä lipidejä kaikkien solu-organismien kalvoissa, ja niillä on sekä rakenteellisia että metabolisia ja signaloivia toimintoja. Fosfolipidit ovat kemiallisia molekyylejä, jotka ovat luonteeltaan amfipaattisia, ts. Niillä on hydrofiilinen polaarinen pää ja hydrofobinen apolaarinen pää.

Polaarisen pään muodostavat molekyylit, jotka liittyvät diasyyliglyseroli-3-fosfaatin molekyylin fosfaattiryhmään. Apolaarinen pää koostuu kahdesta alifaattisesta ketjusta, jotka on esteröity glyserolimolekyyliin hiilien kautta C-1- ja C-2-asemissa.

Fosfolipaasi A: n rakenteen esitys (Lähde: Eväste, Wikimedia Commonsin kautta)

Fosfolipaasit toimivat hydrolysoimalla mikä tahansa neljästä esterisidoksesta, jotka yhdistävät alifaattiset ketjut, fosfaattiryhmän tai "pääryhmät", jotka tunnistavat kunkin fosfolipidityypin.

Sen entsymaattisen vaikutuksen tuotteet vastaavat lysofosfolipidejä, diasyyliglyseroleja tai fosfatidihappoja, jotka voivat myös olla substraatteja muille fosfolipaasi- tai lipaasientsyymeille yleensä.

Niitä esiintyy useimmissa soluissa erittyvinä proteiineina, kalvon läpi läpäisevinä proteiineina tai solunsisäisinä entsyymeinä, joilla on useita ja erilaisia ​​toimintoja, joista heidän osallistumisensa signalointikaskadeihin erottuu.

Rakenne

Jotkut fosfolipaasit, kuten fosfolipaasit A, kuuluvat pienimpiin kuvattuihin entsyymeihin, joiden painot ovat välillä 13-15 kDa, kun taas toiset, kuten fosfolipaasit C ja D, ylittävät 100 kDa.

Tarkasteltavana olevan fosfolipaasin tyypistä riippuen nämä voivat olla liukoisia proteiineja tai kiinteitä membraaniproteiineja, mikä suuresti säätelee niiden aminohapposekvenssien ominaisuuksia ja rakenteellisia järjestelyjä.

Joidenkin näiden entsyymien rakenteessa on spesifisiä kohtia kahdenarvoisten kationien, kuten kalsiumin, sitoutumiseen, joilla näyttää olevan tärkeä rooli niiden katalyyttisessä aktiivisuudessa.

Monet näistä entsyymeistä syntetisoidaan tsymogeeneinä (inaktiivisina prekursoreina), jotka aktivointiin edellyttävät muiden entsyymien proteolyyttistä vaikutusta. Sen toimintaa säätelevät monet solutekijät.

ominaisuudet

Fosfolipaasientsyymien näkyvin tehtävä on membraanifosfolipidien hajoaminen joko puhtaasti rakenteellisiin, metabolisiin tai solunsisäisiin viestintätarkoituksiin.

Näiden hajoamistoimintojen lisäksi näillä entsyymeillä voi olla tärkeitä vaikutuksia tietyissä biosynteesiprosesseissa, koska ne suorittavat ”uudelleenmuodostustehtäviä” ​​toimiessaan synergiassa muiden asyylitransferaasiproteiinien kanssa muuttaakseen erilaisten fosfolipidien rasvahapporakennetta.

Niitä kuvattuja fosfolipaasiriippuvaisia ​​biosynteettisiä prosesseja ovat arakidonihapon tuottaminen ja prostaglandiinien, eturauhasykliinien, tromboksaanien ja muiden biosynteesi.

Signaloinnin toiminnot

Fosfolipaasi C osallistuu fosfatidyylinositolien hydrolyysiin vapauttamalla niistä johdettuja molekyylejä, joilla on tärkeitä tehtäviä toisina lähettiläinä lukuisissa solun sisäisissä viestintä- ja signalointiprosesseissa.

Tyypit

Fosfolipaaseja on kaksi pääjoukkoa: asyylihydrolaasit ja fosfodiesteraasit. Kunkin sarjan luokittelu perustuu hydrolyyttisen leikkauksen sijaintiin, jonka ne suorittavat erilaisilla esterisidoksilla, jotka liittyvät fosfolipidien "kappaleisiin", joihin ne vaikuttavat.

Ne eivät ole ehdottomasti spesifisiä fosfolipidityypin suhteen (polaarisen ryhmän tai sen hiilivetyketjujen identiteetin mukaan), vaan suhteessa sidosten sijaintiin glyseroli-3-fosfaatin tai 1,2-diasyyliglyserolin 3- rungossa fosfaatti.

Fosfolipaasit A ​​ja B kuuluvat asyylihydrolaasien ryhmään, kun taas fosfolipaasit C ja D kuuluvat fosfodiesteraaseihin.

Fosfolipaasi A

Tämä fosfolipaasien ryhmä on vastuussa asyyliestereiden hydrolyysistä, jotka ovat kiinnittyneet hiileihin diasyyliglyserolimolekyylin C-1 ja C-2 asemissa.

Fosfolipaaseja A1 tunnetaan sellaisina, jotka hydrolysoivat alifaattisen ketjun ja hiili 1: n ja A2: n väliset esterisidokset, jotka hydrolysoivat alifaattisen ketjun ja glyserolin hiilen 2 väliset esterisidokset.

Fosfolipaasit A1 ovat yleensä solunsisäisiä proteiineja, kooltaan suuria ja yleensä liittyneitä plasmamembraaniin. Fosfolipaasit A2 puolestaan ​​ovat stabiileja solunulkoisia proteiineja, erittäin pienikokoisia ja veteen liukenevia.

Ensimmäiset kuvatut fosfolipaasit olivat tyypin A2 fosfolipaaseja, jotka saatiin nisäkkäiden haiman mehuista ja kobra-käärmeiden myrkkystä.

Fosfolipaasi B

Tähän ryhmään kuuluvat entsyymit voivat hydrolysoida esterisidoksia minkä tahansa fosfolipidin kahden rasvahappoketjun välillä (C-1- ja C-2-asemissa) ja voivat myös vaikuttaa lysofosfolipideihin.

Niitä on löydetty monista lajeista mikrobeja, alkueläimiä ja nisäkässoluja, ja ne ovat osa monien patogeenisten sienten virulenssitekijöitä.

Fosfolipaasit C ja D

Tähän ryhmään kuuluvat entsyymit vastaavat fosfodiesterisidosten hydrolyysistä glyserolimolekyylin ja fosfaattiryhmän (fosfolipaasi C) välillä, mikä tuottaa 1,2-diasyyliglyseroleja, sekä fosfaattiryhmän ja siihen kiinnittyneen polaarisen ryhmän välillä (fosfolipaasi D), tuottaen fosfatidihappoja.

Fosfolipaasi C puhdistettiin ensin monentyyppisten bakteerien viljelyalustasta, mutta sitä löytyy monista erilaisista nisäkässoluista.

Suurin osa näistä entsyymeistä vaikuttaa ensisijaisesti fosfatidyylikoliiniin, mutta osoittaa aktiivisuutta muita fosfolipidejä, kuten fosfatidyylinositolia, vastaan.

Fosfolipaasi D: tä on tutkittu laajasti kasvakudoksissa, kuten kaali, puuvilla ja maissin siemenet. Se on kuitenkin havaittu myös nisäkkäillä ja joillakin mikro-organismeilla. Ne ovat suuria entsyymejä, yleensä yli 100 kDa molekyylipainoltaan.

Fosfolipaasit L tai sileät fosfolipaasit

Nämä ovat entsyymejä, jotka vastaavat lyysofosfolipideihin liittyneiden rasvahappojen hydrolyysistä (fosfolipidit, joihin esimerkiksi fosfolipaasi A on toiminut ja joissa on yksi rasvahappoketju kiinnittyneinä).

Niitä kutsutaan fosfolipaaseiksi L1 ja fosfolipaaseiksi L2 riippuen glyserolimolekyylin hiiliatomista, johon ne vaikuttavat.

Nämä entsyymit on puhdistettu monista mikro-organismeista, joidenkin hyönteisten myrkkyistä, eosinofiilisistä soluista ja monista erilaisista nisäkäskudoksista.

Viitteet

1. Aloulou, A., Rahier, R., Arhab, Y., Noiriel, A., ja Abousalham, A. (2018). Fosfolipaasit: yleiskatsaus. Julkaisussa J. Walker (toim.), Lipaasit ja fosfolipaasit (2. painos, s. 438). Humana Press.
2. Dennis, EA (1983). Fosfolipaasit. Julkaisussa The Enzymes osa XVI (s. 47). Academic Press, Inc.
3. Mackness, M., & Clerc, M. (1993). Esteraasit, lipaasit ja fosfolipaasit: rakenteesta kliiniseen merkitykseen. Bordeaux: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Rawn, JD (1998). Biokemia. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
5. van Deenen, L., ja de Haas, G. (1966). Fosfoglyseridit ja fosfolipaasit. Annu. Biochem., 35, 157 - 194.