Wat is een fosfolipase?

Een fosfolipase is een lid van een zeer complexe groep enzymen die fosfolipiden afbreken in vetzuren en andere verbindingen. Fosfolipiden bevatten vetzuren, een fosfaatgroep en vaak een diglyceridegroep. Dit is een verbinding met twee glycerolgroepen. Fosfolipiden zijn componenten van alle membranen in cellen.

Er zijn een aantal verschillende klassen fosfolipasen. Zelfs binnen dezelfde klasse kunnen de enzymen zeer verschillende sequentie-overeenkomsten en reguleringswijzen hebben. Hun producten zijn vaak signaalmoleculen die instructies doorgeven aan de cel om reacties te initiëren of te beëindigen. Hun activiteiten zijn hierdoor strak gereguleerd.

Fosfolipasen worden gedefinieerd door de enzymatische reactie die ze katalyseren. De klassen zijn fosfolipase A, die leden A1 en A2 heeft; fosfolipase B, die de reacties van zowel A1 als A2 kan uitvoeren; fosfolipase C; en fosfolipase D. Fosfolipase wordt gewoonlijk afgekort als PL.

Een van de meest bestudeerde klassen is PLA2, een grote groep enzymen van niet-verwante eiwitfamilies. PLA2 wordt gedefinieerd door de afgifte van een vetzuur uit de tweede koolstofgroep van glycerol. Sommige PLA2's blijven in de cel en staan ​​bekend als cytosolische PL's of cPLA2. Ze verplaatsen zich naar membranen wanneer het calciumniveau stijgt. Een groot aantal PLA2's wordt buiten de cel uitgescheiden.

Een voorbeeld van het uitgescheiden type is pancreas PLA2. Dit is de belangrijkste PL in pancreassecretie. Het katalyseert de hydrolyse van fosfolipiden in het dieet, zodat voedingsstoffen kunnen worden verteerd.

Andere soorten uitgescheiden PLA2's kunnen zeer verschillende functies hebben. Eén type biedt bescherming tegen bacteriën in menselijke tranen. Een ander type PLA2 genereert vrije vetzuren voor de buitenste laag van de huid.

Zowel cPLA2s als sommige van de uitgescheiden PLA2s kunnen het vetzuur arachidonzuur genereren uit membraanfosfolipiden. Dit is een 20-koolstof meervoudig onverzadigd vetzuur. Als het eenmaal is vrijgemaakt van de fosfolipiden, kan het worden geoxygeneerd om eicosanoïden te genereren. Deze verbindingen kunnen vele potentieel pathogene reacties beïnvloeden. De hormoongroep prostaglandines zijn bijvoorbeeld soorten eicosanoïden en kunnen ontstekingen veroorzaken.

Remmers van PLA2's kunnen klinische toepassingen hebben. De rol van de uitgescheiden PLA2's in het lipidenmetabolisme kan effecten hebben op menselijke ziekten. Verhoogde niveaus van deze enzymen zijn gecorreleerd met kransslagaderziekte. Nieuwe remmers zijn ontwikkeld die veelbelovend zijn bij de behandeling van patiënten met deze aandoening. Er zijn remmers van PLA2 in de hersenen voorgesteld om neurologische aandoeningen te behandelen.

Er zijn een aantal receptoren geïdentificeerd voor PLA2's. Receptoren zijn eiwitten die specifiek en stevig een bepaald molecuul binden en een signaal overbrengen. Sommige reptielen- en ongewervelde giffen zijn giftige afgescheiden PLA2's. Er wordt gedacht dat ze hun toxiciteit vertonen door zich te binden aan zoogdierlijke PLA2-receptoren.

De PLC-familie is een andere groep die sterk wordt bestudeerd vanwege zijn rol in zoogdierfysiologie, met name bij het veroorzaken van cellulaire signalering. PLC's worden alleen intracellulair of in cellen aangetroffen. Deze enzymen splitsen fosfolipiden vóór de fosfaatgroep, waarbij diacylglycerol, DAG en inositoltrifosfaat, IP3 worden gegenereerd. IP3 diffundeert in het cytoplasma en zorgt ervoor dat het calciumniveau daar stijgt. Dit genereert een reeks veranderingen in het cellulaire metabolisme.

De gecombineerde activiteiten van DAG en calcium uit PLC activeren proteïnekinase C. Dit is een belangrijke familie van regulerende enzymen die een fosfaatgroep toevoegt aan een aantal proteïnen. Eiwitkinase C-activiteit is betrokken bij de regulatie van normale celgroei. Het is ook betrokken bij tumorontwikkeling. De ontwikkeling van remmers voor PLC is een actief onderzoeksgebied.

Er wordt ook gedacht dat de secretie van PL's een strategie is die wordt gebruikt door bacteriën, parasieten en pathogene schimmels om hun gastheer te infecteren. Verschillende soorten PL's zijn betrokken bij pathogeniteit. Ze omvatten PLA1, PLA2 en PLB.