Was ist eine Phospholipase?
Eine Phospholipase gehört zu einer sehr komplexen Gruppe von Enzymen, die Phospholipide in Fettsäuren und andere Verbindungen aufspalten. Phospholipide enthalten Fettsäuren, eine Phosphatgruppe und häufig eine Diglyceridgruppe. Dies ist eine Verbindung mit zwei Glyceringruppen. Phospholipide sind Bestandteile aller Membranen in Zellen.
Es gibt verschiedene Klassen von Phospholipasen. Selbst innerhalb derselben Klasse können die Enzyme sehr unterschiedliche Sequenzähnlichkeiten und Regulationsweisen aufweisen. Ihre Produkte sind häufig Signalmoleküle, die Anweisungen an die Zelle weiterleiten, um Reaktionen auszulösen oder zu beenden. Ihre Aktivitäten sind daher streng reglementiert.
Phospholipasen werden durch die enzymatische Reaktion definiert, die sie katalysieren. Die Klassen sind Phospholipase A, die Mitglieder A1 und A2 hat; Phospholipase B, die die Reaktionen von A1 und A2 ausführen kann; Phospholipase C; und Phospholipase D. Phospholipase wird üblicherweise als PL abgekürzt.
Zu den am besten untersuchten Klassen gehört PLA2, eine große Gruppe von Enzymen nicht verwandter Proteinfamilien. PLA2 ist durch seine Freisetzung einer Fettsäure aus der zweiten Kohlenstoffgruppe von Glycerin definiert. Einige PLA2 verbleiben in der Zelle und werden als zytosolische PLs oder cPLA2 bezeichnet. Sie wandern in Membranen um, wenn der Kalziumspiegel steigt. Eine große Anzahl von PLA2 wird außerhalb der Zelle sekretiert.
Ein Beispiel für den abgesonderten Typ ist Pankreas-PLA2. Dies ist der Haupt-PL bei der Pankreassekretion. Es katalysiert die Hydrolyse von Phospholipiden in der Nahrung, sodass Nährstoffe verdaut werden können.
Andere Arten von sekretierten PLA2 können sehr unterschiedliche Funktionen haben. Ein Typ schützt vor Bakterien in menschlichen Tränen. Eine andere Art von PLA2 erzeugt freie Fettsäuren für die äußerste Hautschicht.
Sowohl cPLA2 als auch einige der sekretierten PLA2 können die Fettsäure Arachidonsäure aus Membranphospholipiden erzeugen. Dies ist eine mehrfach ungesättigte Fettsäure mit 20 Kohlenstoffatomen. Sobald es von den Phospholipiden freigesetzt wurde, kann es mit Sauerstoff angereichert werden, um Eicosanoide zu erzeugen. Diese Verbindungen können viele potenziell pathogene Reaktionen beeinflussen. Beispielsweise sind die Prostaglandine der Hormongruppe Arten von Eicosanoiden und können Entzündungen verursachen.
Inhibitoren von PLA2 können klinische Anwendungen haben. Die Rolle der sekretierten PLA2s im Fettstoffwechsel kann Auswirkungen auf Erkrankungen des Menschen haben. Erhöhte Spiegel dieser Enzyme wurden mit einer Erkrankung der Herzkranzgefäße korreliert. Es wurden neuartige Inhibitoren entwickelt, die bei der Behandlung von Patienten mit dieser Störung vielversprechend sind. Es wurde vorgeschlagen, dass Inhibitoren von Gehirn-PLA2 neurologische Störungen behandeln.
Es gibt eine Reihe von Rezeptoren, die für PLA2 identifiziert wurden. Rezeptoren sind Proteine, die ein bestimmtes Molekül spezifisch und fest binden und ein Signal übertragen. Einige Reptilien- und Wirbellose-Gifte sind toxisch sekretierte PLA2. Es wird angenommen, dass sie ihre Toxizität durch Bindung an die PLA2-Rezeptoren von Säugetieren manifestieren.
Die PLC-Familie ist eine weitere Gruppe, deren Rolle in der Säugetierphysiologie, insbesondere bei der Verursachung zellulärer Signale, eingehend untersucht wurde. PLCs werden nur intrazellulär oder innerhalb von Zellen gefunden. Diese Enzyme spalten Phospholipide vor der Phosphatgruppe und erzeugen Diacylglycerin, DAG, und Inositoltriphosphat, IP3. IP3 diffundiert in das Zytoplasma und bewirkt dort einen Anstieg des Calciumspiegels. Dies führt zu einer Reihe von Veränderungen im Zellstoffwechsel.
Die kombinierten Aktivitäten von DAG und Calcium aus PLC aktivieren die Proteinkinase C. Dies ist eine wichtige Familie von regulatorischen Enzymen, die einer Reihe von Proteinen eine Phosphatgruppe hinzufügen. Die Proteinkinase C-Aktivität ist an der Regulation des normalen Zellwachstums beteiligt. Es wurde auch in die Tumorentwicklung verwickelt. Die Entwicklung von Inhibitoren für PLC ist ein aktives Forschungsgebiet.
Es wird auch angenommen, dass die Sekretion von PLs eine Strategie ist, die von Bakterien, Parasiten und pathogenen Pilzen verwendet wird, um ihren Wirt zu infizieren. An der Pathogenität sind verschiedene Arten von PL beteiligt. Sie umfassen PLA1, PLA2 und PLB.