ФОСФОЛИПАЗЕ: СТРУКТУРА, ФУНКЦИЈЕ, ВРСТЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У фосфолипазе су ензими који катализују хидролизу фосфолипида. Ово су најзаступљенији и најважнији липиди у мембранама свих ћелијских организама и имају и структурну и метаболичку и сигналну функцију. Фосфолипиди су хемијски молекули амфипатичке природе, односно имају хидрофилни поларни крај и хидрофобни аполарни крај.

Поларни крај формирају молекули повезани са фосфатном групом молекула диацил глицерол 3-фосфата. Аполарни крај се састоји од два алифатичка ланца која се естерификују до молекула глицерола преко угљеника на положајима Ц-1 и Ц-2.

Приказ структуре фосфолипазе А (Извор: Цоокие, виа Викимедиа Цоммонс)

Фосфолипазе делују хидролизовањем било које од четири естерске везе које повезују алифатичне ланце, фосфатну групу или "главу" групе које идентификују сваку врсту фосфолипида.

Производи његовог ензимског деловања одговарају лизофосфолипидима, диацилглицеролима или фосфатидним киселинама, који такође могу бити супстрати за друге ензиме фосфолипазе или липазе.

Они постоје у већини ћелија као излучени протеини, трансмембрански протеини или као унутарћелијски ензими с вишеструким и разним функцијама, међу којима се истиче њихово учешће у сигналним каскадама.

Структура

Неке фосфолипазе, попут фосфолипазе А, спадају у најмањи описани ензим, са тежином између 13 и 15 кДа, док други, попут фосфолипаза Ц и Д, прелазе 100 кДа.

У зависности од врсте фосфолипазе која се разматра, то могу бити растворљиви протеини или интегрални мембрански протеини, што у великој мери условљава карактеристике њихових аминокиселинских секвенци и њихов структурни распоред.

Неки од ових ензима имају специфична места у својој структури за везање двовалентних катиона као што је калцијум, за које се чини да имају важну улогу у њиховој каталитичкој активности.

Многи од тих ензима синтетишу се као зимогени (неактивни прекурсори) који захтевају протеолитичко деловање других ензима за њихову активацију. Његову активност регулишу многи ћелијски фактори.

Карактеристике

Најистакнутија функција ензима фосфолипазе је она разградње мембранских фосфолипида, било у сврху структурне, метаболичке или интрацелуларне комуникације.

Поред ових разградних функција, ови ензими могу имати важне акције у одређеним биосинтетским процесима, јер обављају задатке „ремоделирања“ када делују у синергији са другим ацилтрансферазним протеинима да би променили скелет масних киселина различитих фосфолипида.

Описани биосинтетски процеси зависни од фосфолипазе су производња арахидонске киселине и биосинтеза простагландина, простациклина, тромбоксана и других.

Функције у сигнализацији

Фосфолипаза Ц учествује у хидролизи фосфатидилинозитола, ослобађајући молекуле изведене из ових који имају важне функције као други гласници у бројним интрацелуларним комуникацијским и сигналним процесима.

Врсте

Постоје два главна сета фосфолипаза: ацилхидролазе и фосфодиестеразе. Класификација унутар сваког скупа заснива се на положају хидролизног реза који врше на различитим везама естра које се спајају са "комадима" фосфолипида на које делују.

Они нису строго специфични у погледу врсте фосфолипида (у складу са идентитетом поларне групе или њених угљоводоничних ланаца), већ у односу на положај веза у кичми глицерол 3-фосфата или 1,2-диацил глицерола 3- фосфат.

Фосфолипазе А и Б припадају групи ацилхидролазе, док фосфолипазе Ц и Д припадају фосфодиестерази.

Фосфолипаза А

Ова група фосфолипаза је одговорна за хидролизу ацил-естера који су причвршћени на угљеник на положајима Ц-1 и Ц-2 диацилиглицеролног молекула.

Фосфолипазе А1 су познате као оне које хидролизирају естерске везе између алифатског ланца и угљеника 1 и А2, које хидролизују естерске везе између алифатског ланца и угљеника 2 глицерола.

Фосфолипазе А1 су обично унутарћелијски протеини, велике величине и углавном су повезани са плазма мембраном. С друге стране, фосфолипазе А2 су стабилни ванћелијски протеини, врло мале величине и растворљиви у води.

Прве описане фосфолипазе биле су оне типа А2, које су добијене из панкреасних сокова сисара и отрова кобри змија.

Фосфолипаза Б

Ензими који припадају овој групи могу хидролизовати естерске везе између било ког од два ланца фосфолипида у масним киселинама (на положајима Ц-1 и Ц-2), а могу деловати и на лизофосфолипиде.

Нађени су у многим врстама микроба, протозоја и сисара и део су фактора вируленције многих патогених гљивица.

Фосфолипазе Ц и Д

Ензими који припадају овој групи одговорни су за хидролизу фосфодиестерских веза између молекула глицерола и фосфатне групе (фосфолипаза Ц) који производе 1,2-диацилглицероле, а између фосфатне групе и поларне групе везане за њу (фосфолипаза Д ), производећи фосфатидне киселине.

Фосфолипаза Ц је прво очишћена из медијума културе многих врста бактерија, али налази се у широком спектру ћелија сисара.

Већина ових ензима делује преферирано на фосфатидилхолин, али показују активност у односу на друге фосфолипиде, попут фосфатидилинозитола.

Фосфолипаза Д је широко проучавана у биљним ткивима као што су купус, памук и семе кукуруза итд. Међутим, откривен је и код сисара и неких микроорганизама. Они су велики ензими, обично више од 100 кДа у молекуларној тежини.

Фосфолипазе Л или глатке фосфолипазе

Ово су ензими одговорни за хидролизу масних киселина повезаних са лизофосфолипидима (фосфолипиди на које је, на пример, деловала фосфолипаза А, а на које је причвршћен један ланац масних киселина).

Познате су као фосфолипазе Л1 и фосфолипазе Л2 у зависности од атома угљеника молекула глицерола на који делују.

Ови ензими су пречишћени од многих микроорганизама, отрова неких инсеката, еозинофилних ћелија и многих различитих сисаваца.

Референце

1. Алоулоу, А., Рахиер, Р., Архаб, И., Ноириел, А., и Абоусалхам, А. (2018). Фосфолипазе: преглед. У Ј. Валкер (ур.), Липазе и фосфолипазе (друго издање, стр. 438). Хумана Пресс.
2. Деннис, ЕА (1983). Фосфолипазе. У Тхе Ензимес Вол. КСВИ (стр. 47). Ацадемиц Пресс, Инц.
3. Мацкнесс, М., и Цлерц, М. (1993). Естеразе, липазе и фосфолипазе: од структуре до клиничке важности. Бордо: Спрингер Сциенце + Бусинесс Медиа, ЛЛЦ.
4. Равн, ЈД (1998). Биохемија. Бурлингтон, Масачусетс: Неил Паттерсон Публисхерс.
5. ван Деенен, Л., и де Хаас, Г. (1966). Фосфоглицериди и фосфолипазе. Анну. Влч. Биоцхем. 35, 157-194.