Fosfolipáza

Čo je to fosfolipáza?

Fosfolipáza je enzým, ktorý štiepi mastné kyseliny z fosfolipidov. Presnejšia klasifikácia sa robí v štyroch hlavných skupinách. Okrem fosfolipidov môže enzým rozkladať aj ďalšie lipofilné (tukomilné) látky.

Enzým patrí do skupiny Hydrolázy. To znamená, že molekula vody sa spotrebuje v procese štiepenia a zabuduje sa do dvoch výsledných produktov. Enzýmy môžu mať rôzne následky. V závislosti od umiestnenia a typu je možné iniciovať rôzne signálne cesty alebo reakcie.

Aké typy existujú?

Enzým fosfolipáza sa v tele vyskytuje v niekoľkých formách. Fosfolipázy sú rozdelené do štyroch hlavných skupín:

• Fosfolipáza A
• Fosfolipáza B
• Fosfolipáza C
• Fosfolipáza D.

Ďalej možno fosfolipázu A rozdeliť na fosfolipázu Al a fosfolipázu A2. Klasifikácia je založená na lokalizácii, pri ktorej dochádza k separácii medzi fosfolipidom a mastnou kyselinou. Fosfolipáza C a fosfolipáza D skutočne patria do skupiny fosfodiesteráz.

Fosfolipáza A

Fosfolipáza A má rôzne úlohy v závislosti od jej umiestnenia a typu. Zatiaľ čo fosfolipáza A1 hrá u ľudí podradnú úlohu, fosfolipáza A2 sa vyskytuje oveľa častejšie. Tento enzým preruší väzbu medzi mastnými kyselinami a druhým atómom uhlíka glycerofosfolipidmi.

Na rozdiel od toho fosfolipáza Al štiepi väzbu medzi mastnými kyselinami a prvým atómom uhlíka glycerofosfolipidov. Jednota mastných kyselín a glycerofosfolipidu sa vyskytuje u ľudí okrem potravy aj v bunkových stenách všetkých buniek v tele.

Na jednej strane je štiepenie väzby nevyhnutné pre odbúravanie látok. Aby sa zabezpečilo dostatočné vstrebávanie látok v tele počas trávenia, je fosfolipáza A2 okrem iného v tráviacom sekréte pankreasu. Táto sekrét sa dostáva do tenkého čreva vylučovacími cestami pankreasu, kde enzým štiepi tuky na menšie zložky.

Zložky sa potom môžu absorbovať cez sliznicu. Na druhej strane odštiepená mastná kyselina slúži ako východisková látka pre syntézu tkanivových hormónov, takzvaných prostaglandínov, ktoré v tele preberajú rôzne úlohy. Fosfolipáza A2 sa teda okrem iného používa na reguláciu zápalu a reguláciu teploty v tele.

Niektoré lieky, ako sú lieky proti bolesti (ASA) alebo glukokortikoidy, môžu inhibovať enzým a môžu sa používať na terapeutické účely.

Fosfolipáza B

Fosfolipáza B tiež štiepi mastné kyseliny z glycerofosfolipidov. Na rozdiel od fosfolipázy Al a A2 to však môže prebiehať nielen na jednom z atómov uhlíka glycerofosfolipidu, ale tiež na prvom a druhom atóme uhlíka. Fosfolipáza B teda kombinuje vlastnosti oboch fosfolipáz hlavnej skupiny A.

Z tohto dôvodu má tiež rovnaké úlohy. Fosfolipáza B sa nachádza aj v zažívacom sekrécii pankreasu, aby bol proces trávenia ešte efektívnejší.

V čreve enzým štiepi tuky na menšie zložky. To umožňuje ich vyzdvihnutie. Okrem toho po štiepení poskytuje enzým tiež mastnú kyselinu ako východiskovú látku pre syntézu prostaglandínov. Fosfolipáza B teda slúži aj na reguláciu zápalu a na reguláciu teploty v tele. To môžu tiež inhibovať rôzne lieky.

Fosfolipáza C

Existuje niekoľko pod foriem tohto enzýmu, ktoré sa však svojím účinkom nelíšia. Rozdiel skôr spočíva v type receptorom sprostredkovaného zvýšenia ich aktivity. V porovnaní s fosfolipázami A a B sa fosfolipáza C líši z hľadiska umiestnenia štiepenia väzby.

Zatiaľ čo fosfolipázy A a B štiepia mastnú kyselinu z glycerofosfolipidu, fosfolipáza C na treťom atóme uhlíka štiepi väzbu medzi glycerolom a fosfátovou skupinou.Uvoľní sa tak polárna molekula, ktorá sa vďaka svojmu náboju môže voľne pohybovať v cytosóle bunky.

Toto je podstatná súčasť práce enzýmu. Substrát, ktorý sa prevádza enzýmom, sa nazýva fosfatidylinozitol-4,5-bisfosfát. Toto je tiež glycerofosfolipid s polárnou, nabitou a nepolárnou, nenabitou časťou. Z tohto dôvodu je molekula schopná sedieť v plazmatickej membráne bunky tela.

Len čo špeciálny stimul sprostredkovaný receptorom zvýši aktivitu fosfolipázy C z vonkajšej strany bunky, dôjde k premene substrátu. Výsledný polárny inozitol trifosfát (IP3) a nepolárny diacylglycerol (DAG) slúžia bunke ako „Druhý posol„V rámci prenosu stimulov v bunke.

Fosfolipáza D.

Fosfolipáza D je veľmi rozšírená. Rovnako ako fosfolipáza C patrí do skupiny fosfodiesteráz. Môžu byť ďalej rozdelené na dve izoformy fosfolipáza D1 a fosfolipáza D2. V závislosti od izoformy sa vyskytujú odlišne v kompartmentoch a organelách bunky.

V závislosti od umiestnenia preberajú rôzne úlohy. Substrátom enzýmu je takzvaný fosfatidylcholín alebo lecitín. Toto je zložka všetkých bunkových membrán a svojimi polárnymi a nepolárnymi zložkami významne prispieva k funkcii bunkovej membrány.

U ľudí hrá fosfolipáza D tiež dôležitú úlohu v mnohých procesoch v bunkách. Okrem iného je zodpovedný za prenos signálu, pohyb buniek a organizáciu kostry bunky. Tieto účinky sú sprostredkované štiepením fosfatidylcholínu na jeho zložky cholín a kyselinu fosfatidovú.

Fosfolipáza D je regulovaná rôznymi spôsobmi. Na činnosť môžu mať vplyv napríklad hormóny, neurotransmitery alebo tuky. Fosfolipáza hrá úlohu pri niektorých chorobách. Nie vždy však je jasné, ako presne táto rola vyzerá. U niektorých neurodegeneratívnych chorôb, ako je Alzheimerova choroba, sa diskutuje o účasti fosfolipázy D.

Kde sa vyrábajú?

Prekurzory fosfolipázy sú syntetizované ribozómami buniek. Tieto sedia na bunkovej organele, endoplazmatickom retikule, všetkých buniek v tele. Ak sú aktívne, uvoľňujú reťazec aminokyselín, z ktorých sa neskôr vytvorí hotový enzým, do endoplazmatického retikula.

Tu dochádza k dozrievaniu hotového enzýmu. Napríklad niektoré aminokyseliny, ktoré iba preberajú regulačné funkcie, sú už znova odstránené. Odtiaľ sú aminokyselinové reťazce transportované špeciálnymi transportnými vezikulami do bunkovej organely Golgi. Tu opäť dozrieva hotový enzým.

Existuje tiež rozdelenie na ďalšie transportné vezikuly, ktoré transportujú enzým na miesto určenia v bunkách. Ak fosfolipáza nemá pôsobiť v bunkovej organeli, nie je pôvodne zavedená do endoplazmatického retikula. V tomto prípade tvoria ribozómy aminokyselinový reťazec priamo v cytoplazme.

Čo je inhibítor fosfolipázy?

Inhibítory fosfolipázy sú molekuly, ktoré môžu znižovať aktivitu fosfolipáz. Tieto molekuly netvorí telo, ale sú umelo syntetizované. Cieľom umelej syntézy inhibítorov fosfolipázy je terapeutické použitie v súvislosti so zápalovými reakciami.

Pretože kyselina arachidónová, produkt štiepenia fosfolipáz, je východiskovým produktom pre tvorbu tkanivových hormónov, inhibícia fosfolipázy môže znížiť účinok tkanivových hormónov. Tkanivové hormóny všeobecne zabezpečujú zvýšenie zápalových reakcií. Vďaka nižšej tvorbe kyseliny arachidónovej je k dispozícii menej východiskového materiálu pre tvorbu tkanivových hormónov. Použitie inhibítorov fosfolipázy je preto určené na zmiernenie zápalovej reakcie.