Fosfolipaas

Mis on fosfolipaas?

Fosfolipaas on ensüüm, mis lõhestab fosfolipiididest rasvhapped. Täpsem klassifikatsioon on jagatud nelja põhirühma. Lisaks fosfolipiididele saab ensüümi abil lagundada ka teisi lipofiilseid (rasva armastavaid) aineid.

Ensüüm kuulub järgmistesse rühmadesse: Hüdrolaasid. See tähendab, et lõhustamisel kulub molekul vett ja see liidetakse kaheks saadud produktiks. Ensüümidel võib olla mitmesuguseid tagajärgi. Sõltuvalt asukohast ja tüübist võib käivitada erinevaid signaaliteekondi või reaktsioone.

Mis tüübid seal on?

Ensüüm fosfolipaas toimub kehas mitmel kujul. Fosfolipaasid jagunevad nelja põhirühma:

• Fosfolipaas A
• Fosfolipaas B
• Fosfolipaas C
• Fosfolipaas D

Lisaks võib fosfolipaasi A jagada fosfolipaasiks A1 ja fosfolipaas A2. Klassifikatsioon põhineb lokaliseerimisel, kus toimub fosfolipiidide ja rasvhapete eraldamine. Fosfolipaas C ja fosfolipaas D kuuluvad tegelikult fosfodiesteraaside rühma.

Fosfolipaas A

Fosfolipaas A-l on asukohast ja tüübist sõltuvalt erinevad ülesanded. Kui fosfolipaas A1 mängib inimestel alluvat rolli, siis fosfolipaas A2 esineb palju sagedamini. See ensüüm lõhub sideme rasvhapete ja glütserofosfolipiidide teise süsinikuaatomi vahel.

Seevastu fosfolipaas A1 lõhustab sidet rasvhapete ja glütserofosfolipiidide esimese süsinikuaatomi vahel. Rasvhapete ja glütserofosfolipiidi ühtsus ilmneb inimesel lisaks toidule ka kõigi keharakkude rakuseintes.

Ühest küljest on sidemete lõhustumine ainete lagunemiseks hädavajalik. Ainete piisava imendumise tagamiseks organismis seedimise ajal on fosfolipaas A2 muu hulgas kõhunäärme seedetraktis. See sekretsioon jõuab kõhunäärme erituskanalite kaudu peensoole, kus ensüüm lõhustab rasvad väiksemateks komponentideks.

Seejärel võivad komponendid imenduda läbi limaskesta. Teisest küljest on jaotatud rasvhape lähteainena kudehormoonide, nn prostaglandiinide, sünteesiks organismis, mis täidavad mitmesuguseid ülesandeid. Seega kasutatakse fosfolipaasi A2 muu hulgas keha põletiku ja temperatuuri reguleerimiseks.

Teatud ravimid, nagu valuvaigistid (ASA) või glükokortikoidid, võivad ensüümi pärssida ja neid saab kasutada terapeutilistel eesmärkidel.

Fosfolipaas B

Fosfolipaas B lõhestab glütserofosfolipiididest ka rasvhapped. Vastupidiselt fosfolipaasile A1 ja A2 võib see toimuda mitte ainult glütserofosfolipiidi ühel süsinikuaatomil, vaid esimesel ja teisel süsinikuaatomil. Seega ühendab fosfolipaas B põhirühma mõlema fosfolipaasi omadused.

Sel põhjusel on tal ka samad ülesanded. Fosfolipaasi B leidub ka kõhunäärme seede sekretsioonis, et muuta seedimisprotsess efektiivsemaks.

Soolestikus lagundab ensüüm rasvad väiksemateks komponentideks. See võimaldab neid kätte saada. Lisaks annab ensüüm pärast lagunemist rasvhappe ka lähteainena prostaglandiinide sünteesiks. Fosfolipaasi B kasutatakse seetõttu ka põletiku ja kehas temperatuuri reguleerimiseks. Seda võivad pärssida ka mitmesugused ravimid.

Fosfolipaas C

Sellel ensüümil on mitmeid alavorme, mis aga oma toime poolest ei erine. Erinevus seisneb retseptori vahendatud nende aktiivsuse suurenemises. Võrreldes fosfolipaasidega A ja B erineb fosfolipaas C sideme lõhustumise asukoha poolest.

Kui fosfolipaasid A ja B eraldavad glütserofosfolipiidist rasvhappe, eraldab sidet glütserooli ja fosfaatrühma vahel fosfolipaas C kolmandal süsinikuaatomil. See vabastab polaarse molekuli, mis oma laengu tõttu võib vabalt liikuda raku tsütosoolis.

See on oluline osa ensüümi tööst. Ensüümi poolt muundatud substraati nimetatakse fosfatidüülinositool-4,5-bisfosfaadiks. See on ka polaarse, laetud ja apolaarse, laadimata osaga glütserofosfolipiid. Sel põhjusel suudab molekul istuda keharaku plasmamembraanis.

Niipea kui spetsiaalne retseptori vahendatud stiimul suurendab fosfolipaas C aktiivsust rakust väljastpoolt, muundub substraat. Saadud polaarne inositooltrifosfaat (IP3) ja apolaarne diatsüülglütserool (DAG) teenivad rakku kui "Teine sõnumitooja“Rakusiseste stiimulite ülekandmise raames.

Fosfolipaas D

Fosfolipaas D on laialt levinud. Nagu fosfolipaas C, kuulub see fosfodiesteraaside rühma. Neid võib jagada ka kahte isovormi - fosfolipaas D1 ja fosfolipaas D2. Sõltuvalt isovormist esinevad nad raku sektsioonides ja organellides erineva sagedusega.

Sõltuvalt asukohast võtavad nad erinevaid ülesandeid. Ensüümi substraadiks on niinimetatud fosfatidüülkoliin või letsitiin. See on osa kõigist rakumembraanidest ja koos oma polaarsete ja mittepolaarsete komponentidega annab suure panuse rakumembraani funktsiooni.

Inimestel mängib fosfolipaas D olulist rolli ka paljudes rakkudes toimuvates protsessides. Muu hulgas vastutab see signaali edastamise, rakkude liikumise ja raku skeleti korraldamise eest. Neid mõjusid vahendab fosfatidüülkoliini jagunemine selle komponentideks koliiniks ja fosfatiidhappeks.

Fosfolipaasi D reguleeritakse mitmel viisil. Näiteks võivad hormoonid, neurotransmitterid või rasvad seda tegevust mõjutada. Fosfolipaas mängib rolli mõne haiguse korral. Kuid alati pole selge, milline see roll täpselt välja näeb. Mõnedes neurodegeneratiivsetes haigustes nagu Alzheimeri tõbi käsitletakse fosfolipaasi D kaasamist.

Kus neid tehakse?

Fosfolipaasi prekursoreid sünteesivad rakkude ribosoomid. Need istuvad kõigi keharakkude raku organellidel, endoplasmaatilisel retikulumil. Aktiivsena vabastavad nad endoplasmaatilisse retikulumisse aminohapete ahela, millest hiljem valmis ensüüm luuakse.

Siin toimub küpsemine valmis ensüümiks. Näiteks eemaldatakse juba mõned aminohapped, millel on ainult regulatiivsed funktsioonid. Sealt edasi transporditakse aminohapete ahelad spetsiaalsete transportvesiikulitega Golgi raku organellideni. Siin toimub küpsemine uuesti valmis ensüümiks.

Jaguneb ka edasisteks veepudeliteks, mis transpordivad ensüümi rakkudesse sihtkohta. Kui fosfolipaas ei hakka rakuorgaanis toimima, siis seda esialgu endoplasmaatilisse retikulumisse ei viida. Sel juhul moodustuvad aminohappeahelad ribosoomide kaudu otse tsütoplasmas.

Mis on fosfolipaasi inhibiitor?

Fosfolipaasi inhibiitorid on molekulid, mis võivad vähendada fosfolipaaside aktiivsust. Neid molekule ei valmista keha, vaid need sünteesitakse kunstlikult. Fosfolipaasi inhibiitorite kunstliku sünteesi eesmärk on terapeutiline kasutamine põletikuliste reaktsioonide taustal.

Kuna arahhidoonhape, fosfolipaaside lõhustamisprodukt, on lähtehormoon kudehormoonide moodustamiseks, võib fosfolipaasi pärssimine vähendada koehormoonide toimet. Üldiselt tagavad koehormoonid põletikuliste reaktsioonide suurenemise. Arahhidoonhappe madalama moodustumise tõttu on koehormoonide moodustamiseks vähem lähtematerjali. Fosfolipaasi inhibiitorite kasutamine on seega ette nähtud põletikulise reaktsiooni leevendamiseks.