Co je fosfolipáza?
Fosfolipáza je členem velmi komplexní skupiny enzymů, které štěpí fosfolipidy na mastné kyseliny a další sloučeniny. Fosfolipidy obsahují mastné kyseliny, fosfátovou skupinu a často diglyceridovou skupinu. Jedná se o sloučeninu se dvěma glycerolovými skupinami. Fosfolipidy jsou součástí všech membrán v buňkách.
Existuje celá řada různých tříd fosfolipáz. I ve stejné třídě mohou mít enzymy velmi odlišné sekvenční podobnosti a způsoby regulace. Jejich produkty jsou často signálními molekulami, které přenášejí pokyny do buňky, aby zahájily nebo ukončily reakce. Z tohoto důvodu jsou jejich činnosti přísně regulovány.
Fosfolipázy jsou definovány enzymatickou reakcí, kterou katalyzují. Třídy jsou fosfolipáza A, která má členy A1 a A2; fosfolipáza B, která může provádět reakce jak A1, tak A2; fosfolipáza C; a fosfolipáza D. Fosfolipáza je obvykle zkrácena na PL.
Mezi nejvíce studované třídy patří PLA2, což je velká skupina enzymů nepříbuzných proteinových rodin. PLA2 je definován uvolňováním mastné kyseliny z druhé uhlíkové skupiny glycerolu. Některé PLA2 zůstávají uvnitř buňky a jsou známy jako cytosolické PL nebo cPLA2. Když se hladina vápníku zvyšuje, translokují se na membrány. Velké množství PLA2 je vylučováno mimo buňku.
Příkladem sekretovaného typu je pankreatická PLA2. Toto je hlavní PL v pankreatické sekreci. Katalyzuje hydrolýzu fosfolipidů ve stravě, takže živiny mohou být tráveny.
Jiné typy sekretovaných PLA2 mohou mít velmi odlišné funkce. Jeden typ poskytuje ochranu před bakteriemi v lidských slzách. Jiný typ PLA2 vytváří volné mastné kyseliny pro vnější vrstvu pokožky.
Jak cPLA2, tak některé ze sekretovaných PLA2 mohou generovat mastnou kyselinu arachidonovou z membránových fosfolipidů. Toto je polynenasycená mastná kyselina s 20 uhlíky. Jakmile je uvolněn z fosfolipidů, může být okysličen za vzniku eikosanoidů. Tyto sloučeniny mohou ovlivnit mnoho potenciálně patogenních odpovědí. Například hormonální skupina prostaglandinů je typ eikosanoidů a může způsobit zánět.
Inhibitory PLA2 mohou mít klinické aplikace. Role sekretovaných PLA2 v metabolismu lipidů může mít účinky na lidská onemocnění. Zvýšené hladiny těchto enzymů korelovaly s ischemickou chorobou srdeční. Byly vyvinuty nové inhibitory, které ukazují slibné léčení pacientů s touto poruchou. Inhibitory mozkové PLA2 byly navrženy k léčbě neurologických poruch.
Pro PLA2 je identifikováno mnoho receptorů. Receptory jsou proteiny, které se specificky a pevně vážou na konkrétní molekulu a přenášejí signál. Některé jedy plazů a bezobratlých jsou toxicky vylučované PLA2. Předpokládá se, že projevují svou toxicitu vazbou na savčí receptory PLA2.
Rodina PLC je další skupinou, která je vysoce studována pro své role ve fyziologii savců, zejména při způsobování buněčné signalizace. PLC se nacházejí pouze uvnitř buněk nebo uvnitř buněk. Tyto enzymy štěpí fosfolipidy před fosfátovou skupinou a vytvářejí diacylglycerol, DAG a inositol trifosfát, IP3. IP3 difunduje do cytoplazmy a způsobuje tam zvýšení hladiny vápníku. To vytváří řadu změn v buněčném metabolismu.
Kombinované aktivity DAG a vápníku z PLC aktivují proteinovou kinázu C. Jedná se o klíčovou rodinu regulačních enzymů, která přidává fosfátovou skupinu k řadě proteinů. Aktivita proteinkinázy C se účastní regulace normálního buněčného růstu. Rovněž se podílí na vývoji nádoru. Vývoj inhibitorů pro PLC je aktivní oblastí výzkumu.
Vylučování PL je také považováno za strategii používanou bakteriemi, parazity a patogenními houbami k infikování jejich hostitele. Patogenita se podílí na několika různých typech PL. Zahrnují PLA1, PLA2 a PLB.