Fosfolipase A2

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Fosfolipase A2
Phospholipases2.png
Sitios de clivaxe das fosfolipases. Nótese que os encimas que presentan á vez actividade de PLA1 e PLA2 se denominan fosfolipase B
Identificadores
Número EC 3.1.1.4
Número CAS 9001-84-7
Bases de datos
IntEnz vista de IntEnz
BRENDA entrada de BRENDA
ExPASy vista de NiceZyme
KEGG entrada de KEGG
MetaCyc vía metabólica
PRIAM perfil
Estruturas PDB RCSB PDB PDBe PDBsum
Gene Ontology AmiGO / EGO
Fosfolipase A2
1poc.png
Identificadores
Símbolo Phospholip_A2_1
Pfam PF00068
InterPro IPR001211
PROSITE PDOC00109
SCOP 1bbc
SUPERFAMILY 1bbc
OPM superfamily 90
OPM protein 1g4i

As fosfolipases A2 (PLA2) EC 3.1.1.4 son encimas que liberan ácidos graxos unidos ao segundo carbono (posición sn-2) do glicerol. Esta fosfolipase recoñece especificamente o acilo unido en sn-2 de fosfolípidos e hidroliza cataliticamente o enlace liberando ácido araquidónico e lisofosfolípidos. Por unha posterior modificación feita por ciclooxixenases, o ácido araquidónico convértese en compostos activos chamados eicosanoides. Entre os eicosanoides están as prostaglandinas e os leucotrienos, que se consideran mediadores antiinflamatorios e inflamatorios.[1]

Os encimas PLA2 atópanse comunmente en tecidos de mamíferos e en arácnidos, insectos e no veleno de serpe.[2] Os velenos de serpes e insectos está en gran medida composto por melitina, que é un estimulante da PLA2. Debido ao aumento da presenza e da actividade da PLA2 que se produce como resultado dunha mordida ou picada de certas serpes ou insectos, libérase o ácido araquidónico dos fosfolípidos de membrana de forma desproporcionada. O resultado é inflamación e dor no sitio afectado pola picada.[3] Hai tamén fosfolipases A2 procarióticas.

Tipos adicionais de fosfolipases son a fosfolipase A1, fosfolipase B, fosfolipase C, e fosfolipase D.[4]

Familias[editar | editar a fonte]

As fosfolipases A2 inclúen varias familias de proteínas non relacionadas que teñen unha actividade encimática común. Dúas das máis salientables familias son as fosfolipases A2 citosólicas e segregadas. Outras familias son a da PLA2 independente do Ca2+ (iPLA2) e a da PLA2 asociada a lipoproteínas (lp-PLA2), tamén chamada factor activador das plaquetas acetilhidrolase (PAF-AH).

Fosfolipases A2 segregadas (sPLA2)[editar | editar a fonte]

As formas extracelulares das fosfolipases A2 foron illadas de diferentes velenos (de serpes, abellas, e avespas), e desde practicamente todos os tecidos de mamíferos estudados (incluíndo o páncreas e os riles) e tamén de bacterias. Para a súa actividade requiren Ca2+.

As sPLA2 pancreáticas serven para a dixestión inicial dos compostos fosfolipídicos das graxas da dieta. As fosfolipases do veleno axudan a inmobilizar as presas ao promover a lise celular.

En ratos, as sPLA2 do grupo III están implicadas na maduración dos espermatozoides,[5] e as do grupo X crese que están implicadas na capacitación dos espermatozoides.[6]

A sPLA2 promove a inflamación en mamíferos ao catalizar o primeiro paso da vía do ácido araquidónico ao degradar fosfolípidos, o que ten como resultado a formación de ácidos graxos incluíndo o ácido araquidónico. Este ácido araquidónico é despois metabolizado para formar varias moléculas inflamatorias e tromboxénicas. Os niveis excesivos de sPLA2 crese que contribúen a varias doenzas inflamatorias, e promoven a inflamación vascular correlacionada con eventos coronarios na enfermidade coronaria e a síndrome coronaria aguda,[7] e posiblemente acaba causando síndrome de dificultade respiratoria aguda[8] e a progresión da amigdalite[9]

En nenos os niveis excesivos de sPLA2 foron asociados coa inflamación que se cre que exacerba o asma[10] e a inflamación da superficie celular (ollo seco).[11]

O incremento da actividade da sPLA2 obsérvase no líquido cefalorraquídeo de persoas con enfermidade de Alzheimer e esclerose múltiple, e pode servir como marcador do incremento da permeabilidade da bareira hemato-raquídea.[12]

Fosfolipases A2 citosólicas (cPLA2)[editar | editar a fonte]

As PLA2 intracelulares son tamén dependentes de Ca, pero teñen unha estrutura tridimensional completamente diferente e significativamente máis grande que a PLA2 segregada (máis de 700 residuos). Inclúen o dominio C2 e o dominio catalítico grande.

Estas fosfolipases están implicadas en procesos de sinalización celular, como a resposta inflamatoria. O ácido araquidónico producido é á vez unha molécula de sinalización e o precursor doutras moléculas de sinalización denominadas eicosanoides. Entre estes están os leucotrienos e as prostaglandinas. Algúns eicosaoides sintetízanse a partir do diacilglicerol, liberado da bicapa lipídica pola fosfolipase C (ver abaixo).

As fosfolipases A2 poden clasificarse baseándose na homoloxía de secuencias.[13]

PLA2s asociadas a lipoproteínas (lp-PLA2)[editar | editar a fonte]

Viaxa polo sangue asociada a lipoproteínas, principalmente ás LDL, e en menor medida (un 20%) ás HDL. É un encima producido por células inflamatorias que hidroliza fosfolípidos oxidados nas LDL.

A lp-PLA2 é unha das varias PAF acetilhidrolase ( EC 3.1.1.47 ), que se segrega e cataliza a degradación do PAF a produtos inactivos ao hidrolizar o grupo acetilo en posición sn-2, orixinando os produtos bioloxicamente inactivos liso-PAF e acetato.[14]

O aumento dos niveis de lp-PLA2 está asociado con enfermidades cardíacas, e pode contribuír á aterosclerose.[15]

Mecanismo[editar | editar a fonte]

O mecanismo catalítico suxerido da sPLA2 pancreática é iniciado polo complexo His-48/Asp-99/calcio situado no sitio activo. O ión calcio polariza o oxíxeno do carbonilo en sn-2 e tamén se coordina cunha molécula de auga catalítica, w5. A His-48 incrementa a nucleofilia da auga catalítica por medio dunha ponte cunha segunda molécula de auga, w6. Suxeriuse que cómpren dúas moléculas de auga para cubrir a distancia entre a histidina catalítica e o éster. A basicidade da His-48 crese que é potenciada por medio dunha ponte de hidróxeno co Asp-99. Unha substitución de asparaxina por His-48 mantén a actividade normal, xa que o grupo funcional amida da asparaxina pode tamén funcionar baixando o pKa, ou constante de disociación de ácido, da molécula de auga que fai ponte. O estado limitante está caracterizado pola degradación do composto intermediario tetraédrico constituído por un oxianión coordinado con calcio. O papel do calcio pode tamén ser duplicado por outros catións relativamente pequenos como o cobalto e o níquel.[16] Antes de facerse activa na dixestión, a proforma da PLA2 e activada pola tripsina.

Mecanismo de hidrólise catalizada por PLA2.

A PLA2 tamén pode ser caracterizada por ter un canal cunha parede hidrofóbica con residuos de aminoácidos hidrofóbicos como Phe, Leu, e Tyr, que serve para unirse ao substrato. Outros compoñentes da PLA2 son as sete pontes de hidróxeno que inflúen na regulación e o pregamento estable da proteína.[16]

Regulación[editar | editar a fonte]

Dada a importancia da PLA2 na resposta inflamatoria, a regulación deste encima é esencial. A PLA2 é regulada por fosforilación e as concentracións de calcio. A PLA2 é fosforilada pola MAPK no residuo serina-505. Cando a fosforilación está acoplada cun influxo de ións calcio, a PLA2 é estimulada e pode translocarse á membrana para empezar a catálise.[17]

A fosforilación de PLA2 pode ser o resultado da unión dun ligando a receptores, como son os seguintes:

No caso dunha inflamación, a aplicación de glicocorticoides regula á alza (mediado a nivel xénico) a produción da proteína lipocortina, que inhibe a PLA2 e reduce a resposta inflamatoria.

Relevancia en trastornos neurolóxicos[editar | editar a fonte]

Nas células de cerebro normais, a regulación da PLA2 explica o equilibrio entre a conversión do ácido araquidónico en mediadores proinflamatorios e a súa reincorporación á membrana. En ausencia dunha regulación estrita da actividade da PLA2, prodúcese unha cantidade desproporcionada de mediadores proinflamatorios. O estrés oxidativo inducido resultante e a neuroinflamación son análogos a doenzas neurolóxicas como a enfermidade de Alzheimer, epilepsia, esclerose múltiple, isquemia. Os lisofosfolípidos son outra clase de moléculas liberadas das membranas que son predecesores na ruta augas arriba de factores activadores das plaquetas (PAF). Os niveis anormais de potentes PAF están asociados con danos neurolóxicos. Un inhibidor encimático óptimo tería como diana específica a actividade da PLA2 sobre as membranas das células neurais que xa están baixo estrés oxidativo e inflamación potente. Así, o uso de inhibidores específicos da PLA2 do cerebro poderían ser un enfoque farmacéutico ao tratamento de varios trastornos asociados con traumas neurais.[19]

Un incremento da fosfolipase A2 foi tamén asociado con trastornos neuropsiquiátricos como a esquizofrenia e os trastornos xeneralizados do desenvolvemento (como o autismo), aínda que os mecanismos utilizados non se coñecen.[20]

Isocimas[editar | editar a fonte]

Os isocimas da fosfolipase A2 humana son:

Ademais, as seguintes proeínas humanas conteñen o dominio de fosfolipase A2:

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Dennis EA (May 1994). "Diversity of group types, regulation, and function of phospholipase A2". The Journal of Biological Chemistry 269 (18): 13057–60. PMID 8175726. 
  2. Nicolas JP, Lin Y, Lambeau G, Ghomashchi F, Lazdunski M, Gelb MH (Mar 1997). "Localization of structural elements of bee venom phospholipase A2 involved in N-type receptor binding and neurotoxicity". The Journal of Biological Chemistry 272 (11): 7173–81. PMID 9054413. doi:10.1074/jbc.272.11.7173. 
  3. Argiolas A, Pisano JJ (Nov 1983). "Facilitation of phospholipase A2 activity by mastoparans, a new class of mast cell degranulating peptides from wasp venom" (PDF). The Journal of Biological Chemistry 258 (22): 13697–702. PMID 6643447. 
  4. Cox, Michael; Nelson, David R.; Lehninger, Albert L (2005). Lehninger principles of biochemistry (4th ed.). San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4339-6. 
  5. Sato H, Taketomi Y, Isogai Y, Miki Y, Yamamoto K, Masuda S, Hosono T, Arata S, Ishikawa Y, Ishii T, Kobayashi T, Nakanishi H, Ikeda K, Taguchi R, Hara S, Kudo I, Murakami M (May 2010). "Group III secreted phospholipase A2 regulates epididymal sperm maturation and fertility in mice". The Journal of Clinical Investigation 120 (5): 1400–14. PMC 2860917. PMID 20424323. doi:10.1172/JCI40493. 
  6. Escoffier J, Jemel I, Tanemoto A, Taketomi Y, Payre C, Coatrieux C, Sato H, Yamamoto K, Masuda S, Pernet-Gallay K, Pierre V, Hara S, Murakami M, De Waard M, Lambeau G, Arnoult C (May 2010). "Group X phospholipase A2 is released during sperm acrosome reaction and controls fertility outcome in mice". The Journal of Clinical Investigation 120 (5): 1415–28. PMC 2860919. PMID 20424324. doi:10.1172/JCI40494. 
  7. Mallat Z, Lambeau G, Tedgui A (Nov 2010). "Lipoprotein-associated and secreted phospholipases A₂ in cardiovascular disease: roles as biological effectors and biomarkers". Circulation 122 (21): 2183–200. PMID 21098459. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.110.936393. 
  8. De Luca D, Minucci A, Cogo P, Capoluongo ED, Conti G, Pietrini D, Carnielli VP, Piastra M (Jan 2011). "Secretory phospholipase A₂ pathway during pediatric acute respiratory distress syndrome: a preliminary study". Pediatric Critical Care Medicine 12 (1): e20–4. PMID 20351613. doi:10.1097/PCC.0b013e3181dbe95e. 
  9. Ezzeddini R, Darabi M, Ghasemi B, Jabbari Moghaddam Y, Jabbari Y, Abdollahi S, Rashtchizadeh N, Gharahdaghi A, Darabi M, Ansarin M, Shaaker M, Samadi A, Karamravan J (Apr 2012). "Circulating phospholipase-A2 activity in obstructive sleep apnea and recurrent tonsillitis". International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology 76 (4): 471–4. PMID 22297210. doi:10.1016/j.ijporl.2011.12.026. 
  10. Henderson WR, Oslund RC, Bollinger JG, Ye X, Tien YT, Xue J, Gelb MH (Aug 2011). "Blockade of human group X secreted phospholipase A2 (GX-sPLA2)-induced airway inflammation and hyperresponsiveness in a mouse asthma model by a selective GX-sPLA2 inhibitor". The Journal of Biological Chemistry 286 (32): 28049–55. PMC 3151050. PMID 21652694. doi:10.1074/jbc.M111.235812. 
  11. Wei Y, Epstein SP, Fukuoka S, Birmingham NP, Li XM, Asbell PA (Jun 2011). "sPLA2-IIa amplifies ocular surface inflammation in the experimental dry eye (DE) BALB/c mouse model". Investigative Ophthalmology & Visual Science 52 (7): 4780–8. PMC 3175946. PMID 21519031. doi:10.1167/iovs.10-6350. 
  12. Chalbot S, Zetterberg H, Blennow K, Fladby T, Andreasen N, Grundke-Iqbal I, Iqbal K (January 2011). "Blood-cerebrospinal fluid barrier permeability in Alzheimer's disease". Journal of Alzheimer's Disease 25 (3): 505–15. PMC 3139450. PMID 21471645. doi:10.3233/JAD-2011-101959 (inactivo 2015-02-01). 
  13. Six DA, Dennis EA (Oct 2000). "The expanding superfamily of phospholipase A(2) enzymes: classification and characterization". Biochimica Et Biophysica Acta 1488 (1-2): 1–19. PMID 11080672. doi:10.1016/S1388-1981(00)00105-0. 
  14. "Entrez Gene: PLA2G7 phospholipase A2, group VII (platelet-activating factor acetylhydrolase, plasma)". 
  15. Wilensky RL, Shi Y, Mohler ER, Hamamdzic D, Burgert ME, Li J, Postle A, Fenning RS, Bollinger JG, Hoffman BE, Pelchovitz DJ, Yang J, Mirabile RC, Webb CL, Zhang L, Zhang P, Gelb MH, Walker MC, Zalewski A, Macphee CH (Oct 2008). "Inhibition of lipoprotein-associated phospholipase A2 reduces complex coronary atherosclerotic plaque development". Nature Medicine 14 (10): 1059–66. PMC 2885134. PMID 18806801. doi:10.1038/nm.1870. 
  16. 16,0 16,1 Berg OG, Gelb MH, Tsai MD, Jain MK (Sep 2001). "Interfacial enzymology: the secreted phospholipase A(2)-paradigm". Chemical Reviews 101 (9): 2613–54. PMID 11749391. doi:10.1021/cr990139w. See page 2640 
  17. Leslie CC (Jul 1997). "Properties and regulation of cytosolic phospholipase A2". The Journal of Biological Chemistry 272 (27): 16709–12. PMID 9201969. doi:10.1074/jbc.272.27.16709. 
  18. 18,0 18,1 18,2 18,3 18,4 Walter F., PhD. Boron (2003). Medical Physiology: A Cellular And Molecular Approaoch. Elsevier/Saunders. p. 103. ISBN 1-4160-2328-3. 
  19. Farooqui AA, Ong WY, Horrocks LA (Sep 2006). "Inhibitors of brain phospholipase A2 activity: their neuropharmacological effects and therapeutic importance for the treatment of neurologic disorders". Pharmacological Reviews 58 (3): 591–620. PMID 16968951. doi:10.1124/pr.58.3.7. 
  20. Bell JG, MacKinlay EE, Dick JR, MacDonald DJ, Boyle RM, Glen AC (Oct 2004). "Essential fatty acids and phospholipase A2 in autistic spectrum disorders". Prostaglandins, Leukotrienes, and Essential Fatty Acids 71 (4): 201–4. PMID 15301788. doi:10.1016/j.plefa.2004.03.008. 

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]