Fosfolipases: estrutura, funções, tipos - Ciência - 2023

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As fosfolipases são enzimas que catalisam a hidrólise de fosfolipídios. Estes são os lipídios mais abundantes e importantes nas membranas de todos os organismos celulares e têm funções estruturais, metabólicas e de sinalização. Os fosfolipídios são moléculas químicas de natureza anfipática, ou seja, possuem uma extremidade polar hidrofílica e uma extremidade apolar hidrofóbica.

A extremidade polar é formada pelas moléculas associadas ao grupo fosfato de uma molécula de diacilglicerol 3-fosfato. A extremidade apolar é composta de duas cadeias alifáticas que são esterificadas na molécula de glicerol através dos carbonos nas posições C-1 e C-2.

As fosfolipases atuam hidrolisando qualquer uma das quatro ligações éster que ligam as cadeias alifáticas, o grupo fosfato ou os grupos "cabeça" que identificam cada tipo de fosfolipídio.

Os produtos de sua ação enzimática correspondem a lisofosfolipídios, diacilgliceróis ou ácidos fosfatídicos, que também podem ser substratos para outras enzimas fosfolipases ou lipases em geral.

Eles existem na maioria das células como proteínas secretadas, proteínas transmembrana ou como enzimas intracelulares com funções múltiplas e variadas, entre as quais se destaca sua participação em cascatas de sinalização.

Estrutura

Algumas fosfolipases, como as fosfolipases A, estão entre as menores enzimas descritas, com pesos entre 13 e 15 kDa, enquanto outras, como as fosfolipases C e D, ultrapassam 100 kDa.

Dependendo do tipo de fosfolipase considerada, podem ser proteínas solúveis ou proteínas integrais de membrana, que condicionam fortemente as características de suas sequências de aminoácidos e seus arranjos estruturais.

Algumas dessas enzimas possuem locais específicos em sua estrutura para a ligação de cátions divalentes como o cálcio, que parecem ter funções importantes em sua atividade catalítica.

Muitas dessas enzimas são sintetizadas como zimógenos (precursores inativos) que requerem a ação proteolítica de outras enzimas para sua ativação. Sua atividade é regulada por muitos fatores celulares.

Características

A função mais proeminente das enzimas fosfolipases é a degradação dos fosfolipídios da membrana, seja para fins de comunicação puramente estrutural, metabólica ou intracelular.

Além dessas funções de degradação, essas enzimas podem ter ações importantes em determinados processos biossintéticos, uma vez que realizam tarefas de “remodelação” ao atuarem em sinergia com outras proteínas aciltransferases para alterar o esqueleto dos ácidos graxos dos diferentes fosfolipídios.

Entre os processos biossintéticos dependentes de fosfolipase que foram descritos estão a produção de ácido araquidônico e a biossíntese de prostaglandinas, prostaciclinas, tromboxanos e outros.

Funções em sinalização

A fosfolipase C participa da hidrólise dos fosfatidilinositóis, liberando moléculas derivadas destes que têm funções importantes como segundos mensageiros em inúmeros processos de comunicação e sinalização intracelular.

Tipos

Existem dois conjuntos principais de fosfolipases: acilidrolases e fosfodiesterases. A classificação dentro de cada conjunto é baseada na posição do corte hidrolítico que eles realizam nas diferentes ligações éster que unem os "pedaços" dos fosfolipídios sobre os quais atuam.

Eles não são estritamente específicos no que diz respeito ao tipo de fosfolipídeo (de acordo com a identidade do grupo polar ou de suas cadeias de hidrocarbonetos), mas sim no que diz respeito à posição das ligações na estrutura do glicerol 3-fosfato ou 1,2-diacilglicerol 3- fosfato.

As fosfolipases A e B pertencem ao grupo das acilidrolases, enquanto as fosfolipases C e D pertencem às fosfodiesterases.

Fosfolipase A

Este grupo de fosfolipases é responsável pela hidrólise dos ésteres acílicos que estão ligados aos carbonos nas posições C-1 e C-2 da molécula de diacilglicerol.

As fosfolipases A1 são conhecidas como aquelas que hidrolisam as ligações éster entre a cadeia alifática e o carbono 1 e A2, que hidrolisam as ligações éster entre a cadeia alifática e o carbono 2 do glicerol.

As fosfolipases A1 são geralmente proteínas intracelulares, de grande tamanho e geralmente associadas à membrana plasmática. As fosfolipases A2, por sua vez, são proteínas extracelulares estáveis, de tamanho muito pequeno e solúveis em água.

As primeiras fosfolipases descritas foram as do tipo A2, obtidas de sucos pancreáticos de mamíferos e do veneno de cobras cobras.

Fosfolipase B

As enzimas pertencentes a este grupo podem hidrolisar as ligações éster entre qualquer uma das duas cadeias de ácidos graxos de um fosfolipídeo (nas posições C-1 e C-2) e também podem agir sobre os lisofosfolipídeos.

Eles foram encontrados em muitas espécies de micróbios, protozoários e células de mamíferos e são parte dos fatores de virulência de muitos fungos patogênicos.

Fosfolipases C e D

As enzimas pertencentes a este grupo são responsáveis pela hidrólise das ligações fosfodiéster entre a molécula de glicerol e o grupo fosfato (Fosfolipase C) produzindo 1,2-diacilgliceróis, e entre o grupo fosfato e o grupo polar a ele ligado (Fosfolipase D ), produzindo ácidos fosfatídicos.

A fosfolipase C foi primeiro purificada a partir do meio de cultura de muitos tipos de bactérias, mas é encontrada em uma ampla variedade de células de mamíferos.

Muitas dessas enzimas atuam preferencialmente na fosfatidilcolina, mas apresentam atividade contra outros fosfolipídios, como o fosfatidilinositol.

A fosfolipase D tem sido amplamente estudada em tecidos vegetais, como sementes de repolho, algodão e milho, etc. No entanto, também foi detectado em mamíferos e alguns microrganismos. São enzimas grandes, geralmente com peso molecular superior a 100 kDa.

Fosfolipases L ou Fosfolipases Lisas

Estas são as enzimas responsáveis pela hidrólise dos ácidos graxos ligados aos lisofosfolipídios (fosfolipídios sobre os quais uma fosfolipase A atuou, por exemplo, e que possuem uma única cadeia de ácido graxo ligada).

São conhecidas como Fosfolipases L1 e Fosfolipases L2 dependendo do átomo de carbono da molécula de glicerol sobre a qual atuam.

Essas enzimas foram purificadas de muitos microrganismos, do veneno de alguns insetos, células eosinofílicas e muitos tecidos diferentes de mamíferos.

Referências

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