Co to jest fosfolipaza?
Fosfolipaza jest członkiem bardzo złożonej grupy enzymów, które rozkładają fosfolipidy na kwasy tłuszczowe i inne związki. Fosfolipidy zawierają kwasy tłuszczowe, grupę fosforanową i często grupę diglicerydową. Jest to związek z dwiema grupami glicerolu. Fosfolipidy są składnikami wszystkich błon w komórkach.
Istnieje wiele różnych klas fosfolipaz. Nawet w tej samej klasie enzymy mogą mieć bardzo różne podobieństwa sekwencji i sposoby regulacji. Ich produkty są często cząsteczkami sygnalizującymi, które przekazują instrukcje do komórki w celu zainicjowania lub zakończenia reakcji. Z tego powodu ich działania są ściśle regulowane.
Fosfolipazy są określone przez katalizowaną przez nie reakcję enzymatyczną. Klasy są fosfolipazą A, która ma elementy A1 i A2; fosfolipaza B, która może przeprowadzać reakcje zarówno A1, jak i A2; fosfolipaza C; i fosfolipaza D. Fosfolipaza jest zwykle skracana jako PL.
Do najlepiej zbadanych klas należy PLA2, który jest dużą grupą enzymów niepowiązanych rodzin białek. PLA2 jest definiowany przez uwalnianie kwasu tłuszczowego z drugiej grupy węglowej glicerolu. Niektóre PLA2 pozostają w komórce i są znane jako cytosolowe PL lub cPLA2. Przenoszą się na błony, gdy wzrasta poziom wapnia. Duża liczba PLA2 jest wydzielana poza komórką.
Przykładem typu wydzielanego jest PLA2 trzustki. Jest to główny PL w wydzielaniu trzustki. Katalizuje hydrolizę fosfolipidów w diecie, umożliwiając trawienie składników odżywczych.
Inne rodzaje wydzielanych PLA2 mogą mieć bardzo różne funkcje. Jeden typ zapewnia ochronę przed bakteriami w ludzkich łzach. Inny rodzaj PLA2 wytwarza wolne kwasy tłuszczowe dla najbardziej zewnętrznej warstwy skóry.
Zarówno cPLA2, jak i niektóre wydzielane PLA2 mogą generować kwas arachidonowy kwasu tłuszczowego z fosfolipidów błonowych. Jest to 20-węglowy wielonienasycony kwas tłuszczowy. Po uwolnieniu z fosfolipidów można je natlenić w celu wytworzenia eikozanoidów. Związki te mogą wpływać na wiele potencjalnie patogennych odpowiedzi. Na przykład prostaglandyny z grupy hormonów są rodzajami eikozanoidów i mogą powodować stany zapalne.
Inhibitory PLA2 mogą mieć zastosowania kliniczne. Rola wydzielanych PLA2 w metabolizmie lipidów może mieć wpływ na choroby ludzkie. Zwiększone poziomy tych enzymów zostały skorelowane z chorobą wieńcową. Opracowano nowe inhibitory, które są obiecujące w leczeniu pacjentów z tym zaburzeniem. Inhibitory PLA2 w mózgu zostały zaproponowane do leczenia zaburzeń neurologicznych.
Istnieje wiele receptorów zidentyfikowanych dla PLA2. Receptory to białka, które specyficznie i ściśle wiążą określoną cząsteczkę i przekazują sygnał. Niektóre jady gadów i bezkręgowców są toksycznymi wydzielanymi PLA2. Uważa się, że manifestują swoją toksyczność, wiążąc się z ssaczymi receptorami PLA2.
Rodzina PLC to kolejna grupa, która jest wysoce zbadana pod kątem jej roli w fizjologii ssaków, szczególnie w wywoływaniu sygnalizacji komórkowej. PLC można znaleźć tylko wewnątrzkomórkowo lub wewnątrz komórek. Enzymy te rozszczepiają fosfolipidy przed grupą fosforanową, wytwarzając diacyloglicerol, DAG i trifosforan inozytolu, IP3. IP3 przenika do cytoplazmy i powoduje wzrost poziomu wapnia. To generuje szereg zmian w metabolizmie komórkowym.
Połączone aktywności DAG i wapnia z PLC aktywują kinazę białkową C. Jest to kluczowa rodzina enzymów regulatorowych, która dodaje grupę fosforanową do wielu białek. Aktywność kinazy białkowej C bierze udział w regulacji normalnego wzrostu komórek. Ma to również wpływ na rozwój nowotworu. Rozwój inhibitorów do PLC jest aktywnym obszarem badań.
Uważa się również, że wydzielanie PL jest strategią stosowaną przez bakterie, pasożyty i grzyby chorobotwórcze do infekowania gospodarza. W patogenność zaangażowano kilka różnych rodzajów PL. Obejmują one PLA1, PLA2 i PLB.