FOSFOLIPASER: STRUKTUR, FUNKTIONER, TYPER - BIOLOGI - 2025

De fosfolipaser är enzymer som katalyserar hydrolys av fosfolipider. Dessa är de vanligaste och viktigaste lipiderna i membranen hos alla cellulära organismer och har både strukturella och metaboliska och signalfunktioner. Fosfolipider är kemiska molekyler av amfipatisk natur, det vill säga de har en hydrofil polär ände och en hydrofob apolär ände.

Den polära änden bildas av molekylerna associerade med fosfatgruppen i en molekyl av diacylglycerol 3-fosfat. Den apolära änden består av de två alifatiska kedjorna som är förestrade till glycerolmolekylen genom kolerna i C-1- och C-2-positionerna.

Representation av strukturen för fosfolipas A (Källa: Cookie, via Wikimedia Commons)

Fosfolipaser fungerar genom att hydrolysera någon av de fyra esterbindningarna som kopplar samman alifatiska kedjor, fosfatgruppen eller "huvud" -grupperna som identifierar varje typ av fosfolipid.

Produkterna med dess enzymatiska verkan motsvarar lysofosfolipider, diacylglyceroler eller fosfatidinsyror, som också kan vara substrat för andra fosfolipas- eller lipasenzymer i allmänhet.

De finns i de flesta celler som utsöndrade proteiner, transmembranproteiner eller som intracellulära enzymer med flera och olika funktioner, bland vilka deras deltagande i signaleringskaskader skiljer sig ut.

Strukturera

Vissa fosfolipaser, såsom fosfolipaser A, är bland de minsta beskrivna enzymer med vikter mellan 13 och 15 kDa, medan andra, såsom fosfolipaser C och D, överstiger 100 kDa.

Beroende på vilken typ av fosfolipas som beaktas, kan dessa vara lösliga proteiner eller integrerade membranproteiner, vilket i hög grad konditionerar egenskaperna hos deras aminosyrasekvenser och deras strukturella arrangemang.

Vissa av dessa enzymer har specifika ställen i sin struktur för bindning av tvåvärda katjoner, såsom kalcium, som verkar ha viktiga roller i deras katalytiska aktivitet.

Många av dessa enzymer syntetiseras som zymogener (inaktiva prekursorer) som kräver proteolytisk verkan av andra enzymer för deras aktivering. Dess aktivitet regleras av många cellfaktorer.

Funktioner

Den mest framträdande funktionen av fosfolipas-enzymer är den för nedbrytning av membranfosfolipider, antingen för rent strukturella, metabola eller intracellulära kommunikationsändamål.

Förutom dessa nedbrytningsfunktioner kan dessa enzymer ha viktiga åtgärder i vissa biosyntetiska processer, eftersom de utför "ombyggnad" -uppgifter när de fungerar i synergi med andra acyltransferasproteiner för att förändra fettsyreskelettet hos de olika fosfolipiderna.

Bland de fosfolipasberoende biosyntetiska processer som har beskrivits är framställningen av arakidonsyra och biosyntesen av prostaglandiner, prostacykliner, tromboxaner och andra.

Funktioner i signalering

Fosfolipas C deltar i hydrolysen av fosfatidylinositoler, och frisätter molekyler härledda från dessa som har viktiga funktioner som andra budbärare i många intracellulära kommunikations- och signalprocesser.

typer

Det finns två huvuduppsättningar fosfolipaser: acylhydrolaser och fosfodiesteraser. Klassificeringen inom varje uppsättning är baserad på positionen för det hydrolytiska snittet som de utför på de olika esterbindningarna som förenar "bitarna" av fosfolipiderna på vilka de verkar.

De är inte strikt specifika med avseende på typen av fosfolipid (beroende på identiteten för den polära gruppen eller dess kolvätekedjor) utan snarare med avseende på placeringen av bindningarna i ryggraden i glycerol 3-fosfat eller 1,2-diacylglycerol 3- fosfat.

Fosfolipaser A och B tillhör gruppen acylhydrolaser, medan fosfolipaser C och D tillhör fosfodiesteraser.

Fosfolipas A

Denna grupp av fosfolipaser är ansvarig för hydrolysen av acylestrarna som är fästa vid kolerna i C-1 och C-2-positionerna i diacylglycerolmolekylen.

Fosfolipaser Al är kända som de som hydrolyserar esterbindningarna mellan den alifatiska kedjan och kol 1 och A2, som hydrolyserar esterbindningarna mellan den alifatiska kedjan och kol 2 i glycerol.

Fosfolipaser A1 är i allmänhet intracellulära proteiner, stora i storlek och generellt förknippade med plasmamembranet. Fosfolipaser A2 är å andra sidan stabila extracellulära proteiner, av mycket liten storlek och lösliga i vatten.

De första beskrivna fosfolipaserna var de av typ A2, som erhölls från däggdjurspankreatiska juicer och cobra-ormgiften.

Fosfolipas B

Enzymerna som tillhör denna grupp kan hydrolysera esterbindningarna mellan vilken som helst av de två fettsyrakedjorna i en fosfolipid (i C-1 och C-2 positioner) och kan också verka på lysofosfolipider.

De har hittats i många arter av mikrober, protozoer och däggdjursceller och är en del av virulensfaktorerna hos många patogena svampar.

Fosfolipaser C och D

Enzymerna som tillhör denna grupp är ansvariga för hydrolysen av fosfodiesterbindningarna mellan glycerolmolekylen och fosfatgruppen (fosfolipas C) som producerar 1,2-diacylglyceroler och mellan fosfatgruppen och den polära gruppen som är bunden till den (fosfolipas D) ), producerar fosfatidinsyror.

Fosfolipas C renades först från odlingsmediet för många typer av bakterier, men det finns i en mängd olika däggdjursceller.

De flesta av dessa enzymer verkar föredraget på fosfatidylkolin, men uppvisar aktivitet mot andra fosfolipider, såsom fosfatidylinositol.

Fosfolipas D har studerats i stor utsträckning i växtvävnader som kål, bomulls- och majsfrön, etc. Men det har också detekterats hos däggdjur och vissa mikroorganismer. Det är stora enzymer, vanligtvis mer än 100 kDa i molekylvikt.

Fosfolipaser L eller släta fosfolipaser

Dessa är de enzymer som är ansvariga för hydrolysen av fettsyror kopplade till lysofosfolipider (fosfolipider på vilka ett fosfolipas A har verkat till exempel och som har en enda länkad fettsyrakedja).

De är kända som fosfolipaser L1 och fosfolipaser L2 beroende på kolatomen i glycerolmolekylen som de verkar på.

Dessa enzymer har renats från många mikroorganismer, giftet för vissa insekter, eosinofila celler och många olika däggdjursvävnader.

referenser

1. Aloulou, A., Rahier, R., Arhab, Y., Noiriel, A., & Abousalham, A. (2018). Fosfolipaser: en översikt. I J. Walker (red.), Lipaser och fosfolipaser (2: a upplagan, 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 och fosfolipaser: från struktur till klinisk betydelse. Bordeaux: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Rawn, JD (1998). Biokemi. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson förlag.
5. van Deenen, L., & de Haas, G. (1966). Fosfoglycerider och fosfolipaser. Annu. Pastor Biochem. 35, 157-194.