PHOSPHOLIPASE: CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG, LOẠI - SINH HỌC - 2026

Các phospholipase là các enzym xúc tác quá trình thủy phân các phospholipid. Đây là những lipid phong phú và quan trọng nhất trong màng của tất cả các sinh vật tế bào và có cả chức năng cấu trúc, trao đổi chất và tín hiệu. Phospholipid là các phân tử hóa học có bản chất lưỡng tính, nghĩa là chúng có một đầu phân cực ưa nước và một đầu cực kỵ nước.

Đầu phân cực được hình thành bởi các phân tử liên kết với nhóm photphat của phân tử diacyl glyxerol 3-photphat. Kết thúc apolar được tạo thành từ hai chuỗi béo được este hóa thành phân tử glixerol thông qua các nguyên tử cacbon ở vị trí C-1 và C-2.

Biểu diễn cấu trúc của phospholipase A (Nguồn: Cookie, qua Wikimedia Commons)

Phospholipase hoạt động bằng cách thủy phân bất kỳ liên kết este nào trong số bốn liên kết este liên kết chuỗi béo, nhóm phosphate hoặc các nhóm "đầu" xác định từng loại phospholipid.

Các sản phẩm của hoạt động enzym của nó tương ứng với lysophospholipid, diacylglycerol hoặc axit phosphatidic, cũng có thể là chất nền cho các enzym phospholipase hoặc lipase khác nói chung.

Chúng tồn tại trong hầu hết các tế bào dưới dạng protein tiết ra, protein xuyên màng hoặc dưới dạng các enzym nội bào với nhiều chức năng khác nhau, trong đó nổi bật là sự tham gia của chúng trong các dòng tín hiệu.

Kết cấu

Một số phospholipase, chẳng hạn như phospholipase A, nằm trong số các enzym nhỏ nhất được mô tả, với trọng lượng từ 13 đến 15 kDa, trong khi những enzym khác, chẳng hạn như phospholipases C và D, vượt quá 100 kDa.

Tùy thuộc vào loại phospholipase được xem xét, chúng có thể là protein hòa tan hoặc protein màng tích hợp, điều này tạo nên đặc điểm của trình tự axit amin và sự sắp xếp cấu trúc của chúng.

Một số enzyme này có các vị trí cụ thể trong cấu trúc của chúng để liên kết với các cation hóa trị hai như canxi, dường như có các chức năng quan trọng trong hoạt động xúc tác của chúng.

Nhiều trong số các enzym này được tổng hợp dưới dạng hợp tử (tiền chất không hoạt động) đòi hỏi hoạt động phân giải protein của các enzym khác để kích hoạt chúng. Hoạt động của nó được điều chỉnh bởi nhiều yếu tố tế bào.

Đặc trưng

Chức năng nổi bật nhất của enzym phospholipase là phân hủy các phospholipid màng, cho các mục đích cấu trúc, trao đổi chất hoặc giao tiếp nội bào thuần túy.

Ngoài các chức năng phân hủy này, các enzym này có thể có những hành động quan trọng trong một số quá trình sinh tổng hợp nhất định, vì chúng thực hiện các nhiệm vụ “tái cấu trúc” khi chúng hoạt động hợp lực với các protein acyltransferase khác để thay đổi bộ xương axit béo của các phospholipid khác nhau.

Trong số các quá trình sinh tổng hợp phụ thuộc vào phospholipase đã được mô tả là sản xuất axit arachidonic và sinh tổng hợp các prostaglandin, prostacyclin, thromboxan và những chất khác.

Các chức năng trong báo hiệu

Phospholipase C tham gia vào quá trình thủy phân các phosphatidylinositols, giải phóng các phân tử có nguồn gốc từ chúng có chức năng quan trọng như sứ giả thứ hai trong nhiều quá trình truyền thông tin và tín hiệu nội bào.

Các loại

Có hai bộ phospholipase chính: acylhydrolases và phosphodiesterase. Sự phân loại trong mỗi bộ dựa trên vị trí của vết cắt thủy phân mà chúng thực hiện trên các liên kết este khác nhau nối các "mảnh" của phospholipid mà chúng tác động.

Chúng không hoàn toàn cụ thể đối với loại phospholipid (theo nhận dạng của nhóm phân cực hoặc chuỗi hydrocacbon của nó) mà là liên quan đến vị trí của các liên kết trong xương sống của glycerol 3-phosphate hoặc 1,2-diacyl glycerol 3- phân lân.

Phospholipase A và B thuộc nhóm acylhydrolase, trong khi phospholipase C và D thuộc nhóm phosphodiesterase.

Phospholipase A

Nhóm phospholipase này chịu trách nhiệm cho sự thủy phân các acyl-este được gắn vào các nguyên tử cacbon ở vị trí C-1 và C-2 của phân tử diacylglycerol.

Phospholipases A1 được biết đến là những chất thủy phân liên kết este giữa mạch béo và cacbon 1 và A2, thủy phân liên kết este giữa mạch béo và cacbon 2 của glixerol.

Phospholipase A1 nói chung là protein nội bào, có kích thước lớn và thường liên kết với màng sinh chất. Mặt khác, phospholipase A2 là protein ngoại bào ổn định, có kích thước rất nhỏ và hòa tan trong nước.

Các phospholipase đầu tiên được mô tả là loại A2, được lấy từ dịch tụy của động vật có vú và nọc độc của rắn hổ mang.

Phospholipase B

Các enzym thuộc nhóm này có thể thủy phân các liên kết este giữa bất kỳ trong hai chuỗi axit béo của phospholipid (ở vị trí C-1 và C-2) và cũng có thể hoạt động trên lysophospholipid.

Chúng đã được tìm thấy trong nhiều loài vi khuẩn, động vật nguyên sinh và tế bào động vật có vú và là một phần của các yếu tố độc lực của nhiều loại nấm gây bệnh.

Phospholipases C và D

Các enzym thuộc nhóm này chịu trách nhiệm thủy phân các liên kết phosphodiester giữa phân tử glycerol và nhóm phosphat (Phospholipase C) tạo ra 1,2-diacylglycerol, và giữa nhóm phosphat và nhóm phân cực gắn với nó (Phospholipase D ), tạo ra axit photphatidic.

Phospholipase C lần đầu tiên được tinh chế từ môi trường nuôi cấy của nhiều loại vi khuẩn, nhưng nó được tìm thấy trong nhiều loại tế bào động vật có vú.

Hầu hết các enzym này hoạt động ưu tiên trên phosphatidylcholine, nhưng cho thấy hoạt động chống lại các phospholipid khác như phosphatidylinositol.

Phospholipase D đã được nghiên cứu rộng rãi trong các mô thực vật như bắp cải, bông và hạt ngô, v.v. Tuy nhiên, nó cũng đã được phát hiện ở động vật có vú và một số vi sinh vật. Chúng là những enzym lớn, thường có trọng lượng phân tử hơn 100 kDa.

Phospholipases L hoặc Phospholipases mịn

Đây là những enzym chịu trách nhiệm cho quá trình thủy phân các axit béo liên kết với lysophospholipid (ví dụ như phospholipid mà một phospholipase A đã hoạt động, và có một chuỗi axit béo duy nhất được gắn vào).

Chúng được gọi là Phospholipases L1 và Phospholipases L2 tùy thuộc vào nguyên tử carbon của phân tử glycerol mà chúng hoạt động.

Các enzym này đã được tinh chế từ nhiều vi sinh vật, nọc độc của một số côn trùng, tế bào bạch cầu ái toan và nhiều mô động vật có vú khác nhau.

Người giới thiệu

1. Aloulou, A., Rahier, R., Arhab, Y., Noiriel, A., & Abousalham, A. (2018). Phospholipases: Tổng quan. Trong J. Walker (Ed.), Lipases và Phospholipases (2nd ed., P. 438). Humana Press.
2. Dennis, EA (1983). Các photpholipaza. Trong The Enzymes Vol. XVI (trang 47). Academic Press, Inc.
3. Mackness, M. & Clerc, M. (1993). Esterase, Lipase và Phospholipase: Từ cấu trúc đến ý nghĩa lâm sàng. Bordeaux: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Rawn, JD (1998). Hóa sinh. Burlington, Massachusetts: Nhà xuất bản Neil Patterson.
5. van Deenen, L., & de Haas, G. (1966). Phosphoglycerid và Phospholipase. Annu. Rev. Biochem. , 35, 157-194.