FOSFOLIPASER: STRUKTUR, FUNKSJONER, TYPER - BIOLOGI - 2026

De fosfolipaser er enzymer som katalyserer hydrolyse av fosfolipider. Dette er de mest tallrike og viktige lipidene i membranene til alle celleorganismer og har både strukturelle og metabolske og signalfunksjoner. Fosfolipider er kjemiske molekyler av amfipatisk art, det vil si at de har en hydrofil polar ende og en hydrofob apolar ende.

Den polare enden dannes av molekylene assosiert med fosfatgruppen til et molekyl av diacylglyserol 3-fosfat. Den apolare enden består av de to alifatiske kjedene som er forestret til glyserolmolekylet gjennom karbonene i C-1- og C-2-stillingene.

Representasjon av strukturen til fosfolipase A (Kilde: Cookie, via Wikimedia Commons)

Fosfolipaser fungerer ved å hydrolysere en av de fire esterbindinger som forbinder alifatiske kjeder, fosfatgruppen eller "hodet" -gruppene som identifiserer hver type fosfolipid.

Produktene med dens enzymatiske virkning tilsvarer lysofosfolipider, diacylglyceroler eller fosfatidsyrer, som også kan være substrater for andre fosfolipase- eller lipaseenzymer generelt.

De finnes i de fleste celler som utsondrede proteiner, transmembranproteiner eller som intracellulære enzymer med flere og varierte funksjoner, der deres deltakelse i signaleringskaskader skiller seg ut.

Struktur

Noen fosfolipaser, som fosfolipaser A, er blant de minste beskrevne enzymer, med vekter mellom 13 og 15 kDa, mens andre, så som fosfolipaser C og D, overskrider 100 kDa.

Avhengig av hvilken type fosfolipase som tas i betraktning, kan disse være oppløselige proteiner eller integrerte membranproteiner, noe som i stor grad kondisjonerer egenskapene til deres aminosyresekvenser og deres strukturelle arrangement.

Noen av disse enzymene har spesifikke steder i strukturen deres for binding av toverdige kationer som kalsium, som ser ut til å ha viktige roller i deres katalytiske aktivitet.

Mange av disse enzymene blir syntetisert som zymogener (inaktive forløpere) som krever proteolytisk virkning av andre enzymer for deres aktivering. Dets aktivitet er regulert av mange cellulære faktorer.

Egenskaper

Den mest fremtredende funksjonen til fosfolipase-enzymer er den for nedbrytning av membranfosfolipider, enten for rent strukturelle, metabolske eller intracellulære kommunikasjonsformål.

I tillegg til disse nedbrytningsfunksjonene, kan disse enzymene ha viktige handlinger i visse biosyntetiske prosesser, siden de utfører "ombyggings" -oppgaver når de virker i synergi med andre acyltransferase-proteiner for å endre fettsyreskjelettet til de forskjellige fosfolipidene.

Blant de fosfolipase-avhengige biosyntetiske prosessene som er beskrevet, er produksjonen av arachidonsyre, og biosyntesen av prostaglandiner, prostacykliner, tromboxaner og andre.

Funksjoner i signalering

Fosfolipase C deltar i hydrolysen av fosfatidylinositoler, og frigjør molekyler avledet fra disse som har viktige funksjoner som andre budbringere i en rekke intracellulære kommunikasjons- og signalprosesser.

typer

Det er to hovedsett med fosfolipaser: acylhydrolaser og fosfodiesteraser. Klassifiseringen i hvert sett er basert på plasseringen til det hydrolytiske snittet som de utfører på de forskjellige esterbindingene som forener “bitene” av fosfolipidene de virker på.

De er ikke strengt spesifikke med hensyn til typen fosfolipid (i henhold til identiteten til den polare gruppen eller dens hydrokarbonkjeder), men snarere med hensyn til plasseringen av bindingen i ryggraden til glyserol 3-fosfat eller 1,2-diacylglyserol 3- fosfat.

Fosfolipaser A og B tilhører gruppen acylhydrolaser, mens fosfolipaser C og D tilhører fosfodiesteraser.

Fosfolipase A

Denne gruppen fosfolipaser er ansvarlig for hydrolysen av acyl-estere som er festet til karbonene i C-1 og C-2 stillingene til diacylglycerolmolekylet.

Fosfolipaser Al er kjent som de som hydrolyserer esterbindingene mellom den alifatiske kjeden og karbon 1 og A2, som hydrolyserer esterbindingene mellom den alifatiske kjeden og karbon 2 i glyserol.

Fosfolipaser A1 er vanligvis intracellulære proteiner, store i størrelse og generelt assosiert med plasmamembranen. Fosfolipaser A2 er derimot stabile, ekstracellulære proteiner, av veldig liten størrelse og oppløselige i vann.

De første beskrevne fosfolipasene var de av type A2, som ble oppnådd fra pankreasjuice fra pattedyr og giftet fra kobraslanger.

Fosfolipase B

Enzymene som tilhører denne gruppen kan hydrolysere esterbindingene mellom hvilken som helst av de to fettsyrekjedene i et fosfolipid (i C-1- og C-2-stillingene) og kan også virke på lysofosfolipider.

De er funnet i mange arter av mikrober, protosoer og pattedyrceller og er en del av virulensfaktorene til mange sykdomsfremkallende sopp.

Fosfolipaser C og D

Enzymene som tilhører denne gruppen er ansvarlige for hydrolyse av fosfodiesterbindingene mellom glyserolmolekylet og fosfatgruppen (Fosfolipase C) som produserer 1,2-diacylglyceroler, og mellom fosfatgruppen og den polare gruppen knyttet til den (Fosfolipase D ), og produserer fosfatidsyrer.

Fosfolipase C ble først renset fra dyrkningsmediet til mange typer bakterier, men det finnes i en lang rekke pattedyrceller.

De fleste av disse enzymene virker fortrinnsvis på fosfatidylkolin, men viser aktivitet mot andre fosfolipider som fosfatidylinositol.

Fosfolipase D har blitt studert mye i plantevev som kål, bomulls- og maisfrø, etc. Imidlertid er det også blitt påvist hos pattedyr og noen mikroorganismer. De er store enzymer, vanligvis mer enn 100 kDa i molekylvekt.

Fosfolipaser L eller glatte fosfolipaser

Dette er enzymer som er ansvarlige for hydrolyse av fettsyrer knyttet til lysofosfolipider (fosfolipider som en fosfolipase A har virket på, og som har en enkelt fettsyrekjede festet).

De er kjent som fosfolipaser L1 og fosfolipaser L2 avhengig av karbonatomet i glyserolmolekylet de virker på.

Disse enzymene er blitt renset fra mange mikroorganismer, noen insektsgift, eosinofile celler og mange forskjellige pattedyrvev.

referanser

1. Aloulou, A., Rahier, R., Arhab, Y., Noiriel, A., & Abousalham, A. (2018). Fosfolipaser: en oversikt. I J. Walker (red.), Lipaser og fosfolipaser (2. utg., S. 438). Humana Press.
2. Dennis, EA (1983). Fosfolipaser. 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). Biokjemi. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publisher.
5. van Deenen, L., & de Haas, G. (1966). Fosfoglyserider og fosfolipaser. Annu. Pastor Biochem. , 35, 157-194.