FOSFOLIPASI: STRUTTURA, FUNZIONI, TIPI - BIOLOGIA - 2025

Le fosfolipasi sono enzimi che catalizzano l'idrolisi dei fosfolipidi. Questi sono i lipidi più abbondanti e importanti nelle membrane di tutti gli organismi cellulari e hanno funzioni sia strutturali che metaboliche e di segnalazione. I fosfolipidi sono molecole chimiche di natura anfipatica, cioè hanno un'estremità polare idrofila e un'estremità apolare idrofobica.

L'estremità polare è formata dalle molecole associate al gruppo fosfato di una molecola di diacil glicerolo 3-fosfato. L'estremità apolare è costituita dalle due catene alifatiche che vengono esterificate alla molecola di glicerolo attraverso i carboni nelle posizioni C-1 e C-2.

Rappresentazione della struttura della fosfolipasi A (Fonte: Cookie, tramite Wikimedia Commons)

Le fosfolipasi agiscono idrolizzando uno qualsiasi dei quattro legami esterei che collegano le catene alifatiche, il gruppo fosfato o i gruppi "testa" che identificano ogni tipo di fosfolipide.

I prodotti della sua azione enzimatica corrispondono a lisofosfolipidi, diacilgliceroli o acidi fosfatidici, che possono essere anche substrati per altri enzimi fosfolipasi o lipasi in genere.

Esistono nella maggior parte delle cellule come proteine ​​secrete, proteine ​​transmembrana o come enzimi intracellulari con funzioni multiple e varie, tra cui spicca la loro partecipazione a cascate di segnalazione.

Struttura

Alcune fosfolipasi, come le fosfolipasi A, sono tra i più piccoli enzimi descritti, con pesi compresi tra 13 e 15 kDa, mentre altre, come le fosfolipasi C e D, superano i 100 kDa.

A seconda del tipo di fosfolipasi considerato, queste possono essere proteine ​​solubili o proteine ​​integrali di membrana, che condizionano notevolmente le caratteristiche delle loro sequenze amminoacidiche e le loro disposizioni strutturali.

Alcuni di questi enzimi hanno siti specifici nella loro struttura per il legame di cationi bivalenti come il calcio, che sembrano avere ruoli importanti nella loro attività catalitica.

Molti di questi enzimi sono sintetizzati come zimogeni (precursori inattivi) che richiedono l'azione proteolitica di altri enzimi per la loro attivazione. La sua attività è regolata da molti fattori cellulari.

Caratteristiche

La funzione più importante degli enzimi fosfolipasi è quella della degradazione dei fosfolipidi di membrana, per scopi puramente strutturali, metabolici o di comunicazione intracellulare.

Oltre a queste funzioni di degradazione, questi enzimi possono avere importanti azioni in alcuni processi biosintetici, poiché svolgono compiti di “rimodellamento” quando agiscono in sinergia con altre proteine ​​aciltransferasi per alterare lo scheletro di acidi grassi dei diversi fosfolipidi.

Tra i processi biosintetici dipendenti dalla fosfolipasi che sono stati descritti vi sono la produzione di acido arachidonico e la biosintesi di prostaglandine, prostacicline, trombossani e altri.

Funzioni nella segnalazione

La fosfolipasi C partecipa all'idrolisi dei fosfatidilinositoli, rilasciando molecole derivate da questi che hanno importanti funzioni come secondi messaggeri in numerosi processi di comunicazione e segnalazione intracellulare.

tipi

Esistono due serie principali di fosfolipasi: acilidrolasi e fosfodiesterasi. La classificazione all'interno di ogni set si basa sulla posizione del taglio idrolitico che essi svolgono sui diversi legami esteri che uniscono i "pezzi" dei fosfolipidi sui quali agiscono.

Non sono strettamente specifici per quanto riguarda il tipo di fosfolipide (secondo l'identità del gruppo polare o le sue catene idrocarburiche) ma piuttosto per quanto riguarda la posizione dei legami nella struttura portante del glicerolo 3-fosfato o 1,2-diacil glicerolo 3- fosfato.

Le fosfolipasi A e B appartengono al gruppo delle acilidrolasi, mentre le fosfolipasi C e D appartengono alle fosfodiesterasi.

Fosfolipasi A

Questo gruppo di fosfolipasi è responsabile dell'idrolisi degli esteri acilici che sono attaccati ai carboni nelle posizioni C-1 e C-2 della molecola di diacilglicerolo.

Le fosfolipasi A1 sono note come quelle che idrolizzano i legami estere tra la catena alifatica e il carbonio 1 e A2, che idrolizzano i legami estere tra la catena alifatica e il carbonio 2 del glicerolo.

Le fosfolipasi A1 sono generalmente proteine ​​intracellulari, di grandi dimensioni e generalmente associate alla membrana plasmatica. Le fosfolipasi A2, invece, sono proteine ​​extracellulari stabili, di dimensioni molto ridotte e solubili in acqua.

Le prime fosfolipasi descritte erano quelle di tipo A2, ottenute da succhi pancreatici di mammiferi e veleno di serpenti cobra.

Fosfolipasi B

Gli enzimi appartenenti a questo gruppo possono idrolizzare i legami esterei tra una qualsiasi delle due catene di acidi grassi di un fosfolipide (nelle posizioni C-1 e C-2) e possono anche agire sui lisofosfolipidi.

Sono stati trovati in molte specie di microbi, protozoi e cellule di mammiferi e fanno parte dei fattori di virulenza di molti funghi patogeni.

Fosfolipasi C e D

Gli enzimi appartenenti a questo gruppo sono responsabili dell'idrolisi dei legami fosfodiestere tra la molecola di glicerolo e il gruppo fosfato (Fosfolipasi C) che produce 1,2-diacilgliceroli, e tra il gruppo fosfato e il gruppo polare ad essa collegato (Fosfolipasi D ), producendo acidi fosfatidici.

La fosfolipasi C è stata prima purificata dal terreno di coltura di molti tipi di batteri, ma si trova in un'ampia varietà di cellule di mammifero.

La maggior parte di questi enzimi agisce preferenzialmente sulla fosfatidilcolina, ma mostra attività contro altri fosfolipidi come il fosfatidilinositolo.

La fosfolipasi D è stata ampiamente studiata in tessuti vegetali come cavoli, cotone e semi di mais, ecc. Tuttavia, è stato rilevato anche nei mammiferi e in alcuni microrganismi. Sono grandi enzimi, di solito più di 100 kDa di peso molecolare.

Fosfolipasi L o Fosfolipasi lisce

Sono gli enzimi responsabili dell'idrolisi degli acidi grassi legati ai lisofosfolipidi (fosfolipidi sui quali ha agito una fosfolipasi A, ad esempio, e ai quali è attaccata un'unica catena di acidi grassi).

Sono conosciuti come Fosfolipasi L1 e Fosfolipasi L2 a seconda dell'atomo di carbonio della molecola di glicerolo su cui agiscono.

Questi enzimi sono stati purificati da molti microrganismi, alcuni veleni di insetti, cellule eosinofile e molti diversi tessuti di mammiferi.

Riferimenti

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