Fosfolipase A2

Árvore EC

     3 Hidrolases
         3.1 Atuação em ligações éster
             3.1.1 Hidrolases de éster carboxílico
                3.1.1.4 fosfolipase A2

Nome aceito: Fosfolipase A (2). Nome(s) Alternativo(s): Lecitinase A, Fosfatidase, Fosfatidolipase, Fosfatidilcolina 2-acil-hidrolase, Fosfolipase A2.

Reação catalisada

Fosfatidilcolina + H (2) O <=> 1-acilglicerofosfocololina + um carboxilato

Cofator(es): Ca (2+).

Comentários: Também atua sobre a fosfatidiletanolamina, o plasmalogênio da colina e os fosfatos, removendo o ácido graxo ligado à posição 2.

As fosfolipases A2 (PLA2s) são enzimas que clivam o ácido graxo na posição dois dos fosfolipídios, hidrolisando a ligação entre a segunda cauda do ácido graxo e a molécula de glicerol. Esta fosfolipase em particular reconhece especificamente a ligação ac-sn-2 acil dos fosfolípidos e hidrolisa cataliticamente a ligação, liberando ácido araquidônico e ácido lisofosfatídico. Após modificação a jusante por ciclo-oxigenases ou lipoxigenases, o ácido araquidônico é modificado em compostos ativos chamados eicosanóides. Os eicosanóides incluem prostaglandinas e leucotrienos, que são classificados como mediadores anti-inflamatórios e inflamatórios. As enzimas PLA2 são comumente encontradas em tecidos de mamíferos, bem como em venenos de aracnídeos, insetos e cobras. O veneno de cobras e insetos é amplamente composto de melitina, que é um estimulante da PLA2. Devido ao aumento da presença e atividade do PLA2 resultante de uma picada de cobra ou inseto, o ácido araquidônico é liberado desproporcionalmente da membrana fosfolipídica. Como resultado, inflamação e dor ocorrem no local. Existem também fosfolipases A2 procarióticas. Tipos adicionais de fosfolipases incluem fosfolipase A1, fosfolipase B, fosfolipase C e fosfolipase D.

Mecanismo

O mecanismo catalítico sugerido do sPLA2 pancreático é iniciado por um complexo His-48/Asp-99/cálcio no sítio ativo. O íon cálcio polariza o oxigênio carbonil sn-2 enquanto também coordena com uma molécula de água catalítica, w5. His-48 melhora a nucleofilicidade da água catalítica através de uma segunda molécula de água em ponte, w6. Foi sugerido que são necessárias duas moléculas de água para percorrer a distância entre a histidina catalítica e o éster. Pensa-se que a basicidade do His-48 seja aprimorada através da ligação de hidrogênio com o Asp-99. Uma substituição por His-48 da asparagina mantém a atividade do tipo selvagem, pois o grupo funcional amida da asparagina também pode funcionar para diminuir o pKa, ou constante de dissociação ácida, da molécula de água em ponte. O estado limitante da taxa é caracterizado como a degradação do intermediário tetraédrico composto por um oxianion coordenado com cálcio. O papel do cálcio também pode ser duplicado por outros cátions relativamente pequenos, como cobalto e níquel. Antes de se tornar ativo na digestão, a proforma de PLA2 é ativada pela tripsina.

Mecanismo de hidrólise catalisada por PLA2 O PLA2 também pode ser caracterizado como tendo um canal que apresenta uma parede hidrofóbica na qual resíduos de aminoácidos hidrofóbicos, como Phe, Leu e Tyr, servem para ligar o substrato. Outro componente do PLA2 são as sete pontes dissulfeto que influenciam na regulação e dobragem estável de proteínas.

Efeitos biológicos

A ação do PLA2 pode liberar histamina dos mastócitos peritoneais de ratos. Também causa liberação de histamina em basófilos humanos.

Regulação

Devido à importância do PLA2 nas respostas inflamatórias, a regulação da enzima é essencial. O PLA2 é regulado pela fosforilação e pelas concentrações de cálcio. O PLA2 é fosforilado por um MAPK na Ser-505. Quando a fosforilação é acoplada a um influxo de íons cálcio, o PLA2 fica estimulado e pode translocar para a membrana para iniciar a catálise.

A fosforilação do PLA2 pode ser resultado da ligação do ligante aos receptores, incluindo: Receptores 5-HT2 mGLUR1 receptor de bFGF Receptor de IFN-α Receptor de IFN-γ No caso de uma inflamação, a aplicação de glicocorticóides regula positivamente (mediada no nível do gene) a produção da proteína lipocortina que inibe o PLA2 e reduz a resposta inflamatória.

Relevância em distúrbios neurológicos

Nas células cerebrais normais, a regulação da PLA2 é responsável pelo equilíbrio entre a conversão do ácido araquidônico em mediadores pró-inflamatórios e sua reincorporação na membrana. Na ausência de regulação estrita da atividade do PLA2, é produzida uma quantidade desproporcional de mediadores pró-inflamatórios. O estresse oxidativo induzido resultante e a neuroinflamação são análogos a doenças neurológicas, como doença de Alzheimer, epilepsia, esclerose múltipla, isquemia. Os lisofosfolípides são outra classe de moléculas liberadas da membrana que são predecessoras a montante dos fatores ativadores de plaquetas (PAF). Níveis anormais de PAF potente também estão associados a danos neurológicos. Um inibidor enzimático ideal teria como alvo específico a atividade do PLA2 nas membranas das células neurais, já sob estresse oxidativo e inflamação potente. Assim, inibidores específicos da PLA2 cerebral podem ser uma abordagem farmacêutica para o tratamento de vários distúrbios associados a trauma neural. O aumento da atividade da fosfolipase A2 é uma reação de fase aguda que aumenta durante a inflamação, que também é exponencialmente maior nas hérnias do disco lombar em comparação com a artrite reumatóide. É uma mistura de inflamação e substância P que são responsáveis para dor. O aumento da fosfolipase A2 também foi associado a distúrbios neuropsiquiátricos, como esquizofrenia, e distúrbios generalizados do desenvolvimento (como o autismo), embora os mecanismos envolvidos não sejam conhecidos.

Ligações externas

• ExplorEnz
• ExPASy
• KEGG
• MetaCyc
• SABIO-RK
• NCBI: PubMed, Protein, Nucleotide, Structure, Gene, OMIM
• IUBMB Enzyme Nomenclature
• UniProt
• PDB
• PROSITE Database of protein families and domains
• InterPro (database of protein families, domains and functional sites)