ホスホリパーゼは、リン脂質の加水分解を触媒する酵素です。これらは、すべての細胞生物の膜の中で最も豊富で重要な脂質であり、構造的機能と代謝的機能およびシグナル伝達機能の両方を持っています。リン脂質は両親媒性の化学分子であり、つまり、親水性の極性末端と疎水性の無極性末端を持っています。
極性末端は、ジアシルグリセロール3-リン酸の分子のリン酸基に関連する分子によって形成されます。無極性末端は、C-1とC-2の位置の炭素を介してグリセロール分子にエステル化されている2つの脂肪族鎖で構成されています。
ホスホリパーゼAの構造の表現（出典：Cookie、Wikimedia Commons経由）
ホスホリパーゼは、脂肪族鎖、リン酸基、またはリン脂質の各タイプを識別する「ヘッド」基をリンクする4つのエステル結合のいずれかを加水分解することによって機能します。
その酵素作用の生成物は、リゾリン脂質、ジアシルグリセロール、またはホスファチジン酸に対応します。これらは、他のホスホリパーゼまたはリパーゼ酵素の基質にもなります。
それらはほとんどの細胞に分泌タンパク質、膜貫通タンパク質、または複数の多様な機能を持つ細胞内酵素として存在し、その中でシグナル伝達カスケードへの関与が際立っています。
構造
ホスホリパーゼAなどの一部のホスホリパーゼは、記載されている最小の酵素の1つであり、重量は13〜15 kDaですが、ホスホリパーゼCおよびDなどのその他の酵素は100 kDaを超えます。
検討するホスホリパーゼの種類に応じて、これらは可溶性タンパク質または内在性膜タンパク質である可能性があり、それらはそれらのアミノ酸配列およびそれらの構造配置の特徴を大きく決定します。
これらの酵素のいくつかは、それらの触媒活性において重要な機能を有すると思われる、カルシウムなどの二価カチオンの結合のためにそれらの構造に特定の部位を持っています。
これらの酵素の多くは、活性化のために他の酵素のタンパク質分解作用を必要とするチモーゲン（不活性前駆体）として合成されます。その活動は多くの細胞因子によって調節されています。
特徴
ホスホリパーゼ酵素の最も顕著な機能は、純粋に構造的、代謝的、または細胞内の通信目的のいずれかのための、膜リン脂質の分解の機能です。
これらの分解機能に加えて、これらの酵素は他のアシルトランスフェラーゼタンパク質と相乗作用して異なるリン脂質の脂肪酸骨格を変化させるときに「リモデリング」タスクを実行するため、特定の生合成プロセスで重要な作用を及ぼす可能性があります。
記載されているホスホリパーゼ依存性生合成プロセスには、アラキドン酸の生産、およびプロスタグランジン、プロスタサイクリン、トロンボキサンなどの生合成があります。
シグナリングの機能
ホスホリパーゼCは、ホスファチジルイノシトールの加水分解に関与し、多数の細胞内コミュニケーションおよびシグナル伝達プロセスにおけるセカンドメッセンジャーとして重要な機能を持つこれらに由来する分子を放出します。
タイプ
ホスホリパーゼには、主に2つのセットがあります。アシルヒドロラーゼとホスホジエステラーゼです。各セット内の分類は、それらが作用するリン脂質の「断片」を結合するさまざまなエステル結合に対してそれらが実行する加水分解カットの位置に基づいています。
それらは、リン脂質のタイプ（極性基またはその炭化水素鎖の同一性による）に関して厳密に特定されているのではなく、グリセロール3-リン酸または1,2-ジアシルグリセロール3-のバックボーンにおける結合の位置に関してリン酸。
ホスホリパーゼAおよびBはアシルヒドロラーゼのグループに属し、ホスホリパーゼCおよびDはホスホジエステラーゼに属します。
ホスホリパーゼA
このホスホリパーゼのグループは、ジアシルグリセロール分子のC-1とC-2の位置で炭素に結合しているアシルエステルの加水分解に関与します。
ホスホリパーゼA1は、脂肪族鎖とグリセロールの炭素1と脂肪族鎖間のエステル結合を加水分解する炭素1とA2間のエステル結合を加水分解するものとして知られています。
ホスホリパーゼA1は一般に細胞内タンパク質であり、サイズが大きく、一般に原形質膜と関連しています。一方、ホスホリパーゼA2は安定した細胞外タンパク質で、サイズが非常に小さく、水に溶けます。
説明された最初のホスホリパーゼは、哺乳類の膵液とコブラヘビの毒液から得られたA2型のものでした。
ホスホリパーゼB
このグループに属する酵素は、リン脂質の2つの脂肪酸鎖（C-1とC-2の位置）間のエステル結合を加水分解し、リゾリン脂質にも作用します。
それらは微生物、原生動物、哺乳類細胞の多くの種で発見されており、多くの病原菌の毒性因子の一部です。
ホスホリパーゼCおよびD
このグループに属する酵素は、1,2-ジアシルグリセロールを生成するグリセロール分子とリン酸基（ホスホリパーゼC）の間、およびリン酸基とそれに結合する極性基（ホスホリパーゼD）の間のリン酸ジエステル結合の加水分解に関与します。 ）、ホスファチジン酸を生成します。
ホスホリパーゼCは、多くの種類の細菌の培養液から最初に精製されましたが、多種多様な哺乳動物細胞に含まれています。
これらの酵素のほとんどはホスファチジルコリンに優先的に作用しますが、ホスファチジルイノシトールなどの他のリン脂質に対して活性を示します。
ホスホリパーゼDは、キャベツ、綿実、トウモロコシの種子などの植物組織で広く研究されています。ただし、哺乳類や一部の微生物でも検出されています。それらは、通常、分子量が100 kDaを超える大きな酵素です。
ホスホリパーゼLまたは滑らかなホスホリパーゼ
これらは、リゾリン脂質（例えば、ホスホリパーゼAが作用し、単一の結合された脂肪酸鎖を持つリン脂質）に結合した脂肪酸の加水分解に関与する酵素です。
それらは、それらが作用するグリセロール分子の炭素原子に応じて、ホスホリパーゼL1およびホスホリパーゼL2として知られています。
これらの酵素は、多くの微生物、一部の昆虫の毒液、好酸球細胞、および多くの異なる哺乳類組織から精製されています。
参考文献
- Aloulou、A.、Rahier、R.、Arhab、Y.、Noiriel、A.、&Abousalham、A.（2018）。ホスホリパーゼ：概要。J.ウォーカー（編）、リパーゼとホスホリパーゼ（第2版、P。438）。Humana Press。
- デニス、EA（1983）。ホスホリパーゼ。In The Enzymes Vol。XVI（p。47）。Academic Press、Inc.
- Mackness、M.&Clerc、M.（1993）。エステラーゼ、リパーゼ、およびホスホリパーゼ：構造から臨床的意義まで。ボルドー：Springer Science + Business Media、LLC。
- Rawn、JD（1998）。生化学。マサチューセッツ州バーリントン：Neil Patterson Publishers。
- van Deenen、L.&de Haas、G.（1966）。ホスホグリセリドとホスホリパーゼ。アンヌ。Biochem。、35、157-194。