FOSFOLIPAZE: STRUKTURA, FUNKCIJE, VRSTE - BIOLOGIJA - 2026

Su fosfolipaze su enzimi koji kataliziraju hidrolizu fosfolipida. Ovo su najzastupljeniji i najvažniji lipidi u membranama svih staničnih organizama, a imaju i strukturnu i metaboličku i signalnu funkciju. Fosfolipidi su kemijske molekule amfipatičke naravi, to jest, imaju hidrofilni polarni kraj i hidrofobni apolarni kraj.

Polarni kraj formiraju molekule povezane s fosfatnom skupinom molekule diacil glicerol 3-fosfata. Apolarni kraj čine dva alifatska lanca koja se esterificiraju u molekulu glicerola preko ugljika na položajima C-1 i C-2.

Prikaz strukture fosfolipaze A (Izvor: Cookie, putem Wikimedia Commons)

Fosfolipaze djeluju hidroliziranjem bilo koje od četiri esterske veze koje povezuju alifatske lance, fosfatnu skupinu ili "glavu" skupine koje identificiraju svaku vrstu fosfolipida.

Proizvodi njegovog enzimskog djelovanja odgovaraju lizofosfolipidima, diacilglicerolima ili fosfatidnim kiselinama, koji također mogu biti supstrati za druge enzime fosfolipaze ili lipaze.

Oni postoje u većini stanica kao izlučeni proteini, transmembranski proteini ili kao unutarćelijski enzimi s višestrukim i raznolikim funkcijama, među kojima se ističe njihovo sudjelovanje u signalnim kaskadama.

Struktura

Neke fosfolipaze A, poput fosfolipaze A, spadaju među najmanje opisane enzime s težinom između 13 i 15 kDa, dok druge, poput fosfolipaza C i D, prelaze 100 kDa.

Ovisno o vrsti fosfolipaze koja se razmatra, to mogu biti topljivi proteini ili proteini integralne membrane, što uvelike uvjetuje karakteristike njihovih aminokiselinskih sekvenci i njihove strukturne rasporede.

Neki od tih enzima imaju specifična mjesta u svojoj strukturi za vezanje dvovalentnih kationa poput kalcija, za koja se čini da imaju važnu ulogu u njihovoj katalitičkoj aktivnosti.

Mnogi od tih enzima sintetiziraju se kao zimogeni (neaktivni prekursori) koji zahtijevaju proteolitičko djelovanje drugih enzima za njihovu aktivaciju. Njegovo djelovanje regulirano je mnogim staničnim čimbenicima.

Značajke

Najistaknutija funkcija enzima fosfolipaze je funkcija razgradnje membranskih fosfolipida, bilo u svrhu samo strukturne, metaboličke ili unutarćelijske komunikacije.

Uz ove funkcije razgradnje, ti enzimi mogu imati važna djelovanja u određenim biosintetskim procesima, jer obavljaju zadatke „preuređenja“ kada djeluju u sinergiji s drugim proteinima aciltransferaze kako bi promijenili kostur masnih kiselina različitih fosfolipida.

Opisani biosintetski procesi ovisni o fosfolipazi uključuju proizvodnju arahidonske kiseline i biosintezu prostaglandina, prostaciklina, tromboksana i drugih.

Funkcije u signalizaciji

Fosfolipaza C sudjeluje u hidrolizi fosfatidilinozitola, oslobađajući iz njih molekule koje imaju važne funkcije kao drugi glasnici u brojnim unutarćelijskim komunikacijskim i signalnim procesima.

vrste

Postoje dva glavna seta fosfolipaza: acihidroloze i fosfodiesteraze. Razvrstavanje unutar svakog skupa temelji se na položaju hidroliznog reza koji vrše na različitim veznim esterima koji se pridružuju "komadima" fosfolipida na koje djeluju.

Nisu strogo specifični s obzirom na vrstu fosfolipida (prema identitetu polarne skupine ili njezinih ugljikovodičnih lanaca), već u odnosu na položaj veza u kralježnici glicerol 3-fosfata ili 1,2-diacil glicerola 3- fosfat.

Fosfolipaze A i B pripadaju skupini acilhidrolaze, dok fosfolipaze C i D pripadaju fosfodiesterazi.

Fosfolipaza A

Ova je skupina fosfolipaza odgovorna za hidrolizu acil estera koji su pričvršćeni na ugljike na položajima C-1 i C-2 molekule diacilglicerola.

Fosfolipaze A1 poznate su kao one koje hidroliziraju esterske veze između alifatskog lanca i ugljika 1 i A2, koje hidroliziraju esterske veze između alifatskog lanca i ugljika 2 glicerola.

Fosfolipaze A1 su općenito unutarćelijski proteini, velike veličine i uglavnom su povezani s plazma membranom. S druge strane, fosfolipaze A2 su stabilni izvanstanični proteini, vrlo male veličine i topljivi u vodi.

Prve opisane fosfolipaze bile su one tipa A2, dobivene iz pankreasnih sokova sisavaca i otrova kobra zmija.

Fosfolipaza B

Enzimi koji pripadaju ovoj skupini mogu hidrolizirati esterske veze između bilo kojeg od dva lanca masnih kiselina fosfolipida (na položajima C-1 i C-2), a mogu djelovati i na lizofosfolipide.

Pronađeni su u mnogim vrstama mikroba, protozoja i sisavaca i dio su faktora virulencije mnogih patogenih gljivica.

Fosfolipaze C i D

Enzimi koji pripadaju ovoj skupini odgovorni su za hidrolizu fosfodiesterskih veza između molekule glicerola i fosfatne skupine (fosfolipaza C), koja proizvodi 1,2-diacilglicerole, te između fosfatne skupine i polarne skupine koja je spojena na nju (fosfolipaza D), stvarajući fosfatidne kiseline.

Fosfolipaza C prvo je pročišćena iz kulture kulture mnogih vrsta bakterija, ali nalazi se u širokom rasponu stanica sisavaca.

Većina tih enzima djeluje preferirano na fosfatidilholin, ali pokazuju aktivnost u odnosu na druge fosfolipide poput fosfatidilinozitola.

Fosfolipaza D je široko proučavana u biljnim tkivima poput kupusa, pamuka i sjemenki kukuruza itd. Međutim, otkriven je i kod sisavaca i nekih mikroorganizama. Oni su veliki enzimi, obično više od 100 kDa u molekularnoj težini.

Fosfolipaze L ili glatke fosfolipaze

Riječ je o enzimima odgovornim za hidrolizu masnih kiselina povezanih s lizofosfolipidima (fosfolipidi na koje je, na primjer, djelovala fosfolipaza A, a na koje je pričvršćen jedan lanac masnih kiselina).

Poznate su kao fosfolipaze L1 i fosfolipaze L2, ovisno o ugljikovom atomu molekule glicerola na koji djeluju.

Ti su enzimi pročišćeni od mnogih mikroorganizama, otrova nekih insekata, eozinofilnih stanica i mnogih različitih tkiva sisavaca.

Reference

1. Aloulou, A., Rahier, R., Arhab, Y., Noiriel, A., & Abousalham, A. (2018). Fosfolipaze: pregled. U J. Walker (ur.), Lipaze i fosfolipaze (2. izd., Str. 438). Humana Press.
2. Dennis, EA (1983). Fosfolipida. U Enzimima svezak XVI (str. 47). Academic Press, Inc.
3. Mackness, M., i Clerc, M. (1993). Esteraze, lipaze i fosfolipaze: od strukture do kliničke važnosti. Bordeaux: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Rawn, JD (1998). Biokemija. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
5. van Deenen, L., i de Haas, G. (1966). Fosfogliceridi i fosfolipaze. Annu. Vlč. Biochem., 35, 157-194.