Hva er en fosfolipase?
En fosfolipase er medlem av en veldig kompleks gruppe enzymer som bryter ned fosfolipider til fettsyrer og andre forbindelser. Fosfolipider inneholder fettsyrer, en fosfatgruppe og ofte en diglyseridgruppe. Dette er en forbindelse med to glyserolgrupper. Fosfolipider er komponenter i alle membraner i celler.
Det er en rekke forskjellige klasser fosfolipaser. Selv innenfor samme klasse kan enzymene ha veldig forskjellige sekvenslikheter og reguleringsmåter. Produktene deres signaliserer ofte molekyler som videresender instruksjoner til cellen for å starte eller avslutte reaksjoner. Deres aktiviteter er tett regulert på grunn av dette.
Fosfolipaser er definert av den enzymatiske reaksjonen de katalyserer. Klassene er fosfolipase A, som har medlemmene A1 og A2; fosfolipase B, som kan utføre reaksjonene på både A1 og A2; fosfolipase C; og fosfolipase D. Fosfolipase er vanligvis forkortet som PL.
Blant de mest studerte klassene er PLA2, som er en stor gruppe enzymer fra ubeslektede proteinfamilier. PLA2 er definert ved frigjøring av en fettsyre fra den andre karbongruppen av glyserol. Noen PLA2-er forblir inne i cellen og er kjent som cytosoliske PL-er, eller cPLA2. De translokerer til membraner når kalsiumnivået stiger. Et stort antall PLA2 er utskilt utenfor cellen.
Et eksempel på den utskilte typen er bukspyttkjertelen PLA2. Dette er den viktigste PL innen sekresjon i bukspyttkjertelen. Det katalyserer hydrolyse av fosfolipider i kostholdet slik at næringsstoffer kan fordøyes.
Andre typer utskilt PLA2 kan ha veldig forskjellige funksjoner. En type gir beskyttelse mot bakterier i menneskelige tårer. En annen type PLA2 genererer gratis fettsyrer for det ytterste laget av huden.
Både cPLA2s og noen av de utsondrede PLA2ene kan generere fettsyren arakidonsyre fra membranfosfolipider. Dette er en 20 karbon flerumettet fettsyre. Når den har blitt frigjort fra fosfolipidene, kan den oksygeneres for å generere eikosanoider. Disse forbindelsene kan påvirke mange potensielt patogene responser. For eksempel er hormongruppen prostaglandiner typer eikosanoider og kan forårsake betennelse.
Hemmere av PLA2s kan ha kliniske applikasjoner. Rollen til de utskilte PLA2-ene i lipidmetabolismen kan ha effekter på menneskers sykdommer. Økte nivåer av disse enzymene har blitt korrelert med koronarsykdom. Det er utviklet nye hemmere som viser løfte i behandling av pasienter med denne lidelsen. Hemmere av PLA2-hjerne er blitt foreslått for å behandle nevrologiske lidelser.
Det er et antall reseptorer identifisert for PLA2s. Reseptorer er proteiner som spesifikt og tett binder et bestemt molekyl og overfører et signal. Enkelte reptil- og virvelløse gifter er giftige sekreterte PLA2-er. Det antas at de manifesterer sin toksisitet ved å binde seg til pattedyrens PLA2-reseptorer.
PLC-familien er en annen gruppe som er høyt studert for sine roller i pattedyrfysiologi, spesielt for å forårsake cellulær signalering. PLS-er finnes bare intracellulært, eller inne i celler. Disse enzymene spalter fosfolipider før fosfatgruppen, og danner diacylglycerol, DAG og inositol-trifosfat, IP3. IP3 diffunderer inn i cytoplasma og får kalsiumnivåer til å stige der. Dette genererer en rekke endringer i cellulær metabolisme.
De kombinerte aktivitetene til DAG og kalsium fra PLC aktiverer proteinkinase C. Dette er en nøkkelfamilie av regulatoriske enzymer som tilfører en fosfatgruppe til et antall proteiner. Proteinkinase C-aktivitet er involvert i reguleringen av normal cellevekst. Det har også vært involvert i tumorutvikling. Utvikling av hemmere til PLC er et aktivt forskningsområde.
Sekresjon av PLs er også antatt å være en strategi som brukes av bakterier, parasitter og sykdomsfremkallende sopp for å infisere deres vert. Flere forskjellige typer PL-er har blitt implisert i patogenisitet. De inkluderer PLA1, PLA2 og PLB.