PLA2

Phospholipase A2 (PLA2) basiert auf der Verteilung von Ca²⁺ -abhängiger PLA2 im Körper. Sie kann in sekretorische Typen (PLA2-Ⅰ und PLA2-Ⅱ) und zytoplasmatische Typen (PLA2-Ⅲ und PLA2-Ⅳ) unterteilt werden. PLA2-Ⅱ ist ein früher Marker für eine Reihe von Komplikationen bei schwerer Pankreatitis. Als Medium der akuten Phase-Reaktion steht es in engem Zusammenhang mit der Entwicklung schwerer Pankreatitis. Daher hat die Bestimmung von PLA2-Ⅱ eine wichtige Erkennungseffekt auf bakterielle infektiöse nekrotisierende Pankreatitis und schwere AP, die mit multiplem Organversagen kompliziert ist.

Abbildung 1. Proteinstruktur von PLA2.

Einführungen

Phospholipase A2 (phospholipaseA2 PLA2) ist eine Hydrolase, die die Acylgruppe auf dem Phospholipid-Glycerolmolekül katalysieren kann. Sie ist auch die geschwindigkeitsbestimmende Rate für die Produktion biologisch aktiver Substanzen wie Arachidonsäure (AA), Prostaglandin und Thrombozyten-aktivierender Faktor (PAF) Enzyme. Die resultierenden Lipidmediatoren spielen eine Schlüsselrolle bei der Aktivierung von Membrankanälen, Informationsübertragung, Hämodynamik und Pathophysiologie während Entzündungen und Gewebeschäden sowie bei der Regulierung des intrazellulären und extrazellulären Stoffwechsels. Bei Patienten mit akuter Pankreatitis, septischem Schock, Trauma und multiplem Organversagen (MSOF) ist die Serum-PLA2-Aktivität erhöht. Bei multiplen Traumata können Veränderungen der PLA2-Aktivität die frühen Signalparameter sein, die zu MSOF-Gewebeschäden führen.

Abbildung 2. Chemische Struktur der Arachidonsäure (AA).

PLA2-Quellenverteilung

Fast alle menschlichen Zellen enthalten PLA2, hauptsächlich in zwei subzellulären Verteilungen: eine ist membrangebundene PLA2 (Ma-PLA2), die andere ist lysosomale und lösliche PLA2 im Zytosol (S-PLA2). Extrazelluläre PLA2 von Säugetieren ist eine normale physiologische Sekretion. Die Bauchspeicheldrüse, Speicheldrüsen, Prostata und Samenbläschen können S-PLA2 sekretieren; aktivierte Monozyten, Makrophagen und Neutrophile sekretieren eine große Menge PLA2 und werden zur Hauptquelle der S-PLA2-Sekretion in Gewebsflüssigkeit, Peritonealflüssigkeit, Synovialflüssigkeit und subkutanem Gewebe, was zu einer Vielzahl von entzündlichen und pathologischen Schäden in Experimenten und Kliniken führt. Durch sensitive, einfache und schnelle PLA2-Messungen kann es als früher Prädiktor für den pathologischen Fortschritt und die Diagnose verwendet werden. Ma-PLA2 existiert auf der Biomembran verschiedener Zellen, insbesondere in Gehirnzellen, Kardiomyozyten, Hepatozyten, Mesangialzellen und Alveolen. Es ist an der Umwandlung von Phospholipiden der Zellmembran, dem AA-Stoffwechsel und der Chemotaxis unter physiologischen Bedingungen beteiligt, sowie an Mitose, Zytotoxizität und stimulierender Freisetzungskopplung; unter pathologischen Bedingungen werden lysosomale und mitochondriale PLA2 in das Interstitium, die Gelenkhöhle oder den Gefäßraum sekretiert und sind an der Entstehung von Entzündungen und akuten Verletzungen beteiligt.

Funktionen

Phospholipase A2 (PLA2) katalysiert die Hydrolyse der sn-2-Position von Membran-Glycerophospholipiden, um Arachidonsäure (AA) freizusetzen, einen Vorläufer von Eicosanoiden, einschließlich Prostaglandinen (PGs) und Leukotrienen (LTs). Die gleiche Reaktion produziert auch Lysophospholipide, die eine andere Klasse von Lipidmediatoren darstellen. Bislang wurden mindestens 19 Enzyme identifiziert, die PLA2-Aktivität in Säugetieren besitzen. Die Familie der sekretorischen PLA2 (sPLA2), in der 10 Isoenzyme identifiziert wurden, besteht aus niedermolekularen, Ca²⁺-abhängigen, sekretorischen Enzymen, die an einer Reihe biologischer Prozesse beteiligt sind, wie der Modifikation der Eicosanoid-Generation, Entzündung, Wirtabwehr und Atherosklerose. Die Familie der zytosolischen PLA2 (cPLA2) besteht aus 3 Enzymen, von denen cPLA2alpha eine wesentliche Rolle bei der Einleitung des AA-Stoffwechsels spielt. Die intrazelluläre Aktivierung von cPLA2alpha wird streng durch Ca2+ und Phosphorylierung reguliert. Die Ca2+-unabhängige PLA2 (iPLA2) Familie enthält 2 Enzyme und könnte eine wichtige Rolle bei der Umgestaltung von Membranphospholipiden spielen. Die Familie der Thrombozyten-aktivierenden Faktor (PAF) Acetylhydrolasen (PAF-AH) stellt eine einzigartige Gruppe von PLA2 dar, die 4 Enzyme enthält, die eine ungewöhnliche Substratspezifität gegenüber PAF und/oder oxidierten Phospholipiden aufweisen.

Abbildung 3. Chemische Struktur der Prostaglandine.

Schlussfolgerungen

Phospholipase A2 ist eines der am gründlichsten untersuchten Membranproteine. Es hydrolysiert Phospholipide an der sn-2-Position, um Fettsäure- und Lysophospholipidprodukte zu bilden. Diese sind kleine Proteine, und für bestimmte Arten sind hochauflösende 3D-Strukturen gut bekannt. Phospholipase A2-Proteine sind hochmedizinisch, da sie für die Freisetzung von Arachidonsäure aus der Membran verantwortlich sind, und aufgrund der anschließenden Umwandlung dieser Fettsäure in Leukotriene und Prostaglandine Teil der Entzündungsreaktion sind. Das Enzym zeigte auch sehr interessante Wechselwirkungen mit der Membran, an die es bindet. Wenn es mit der aggregierten Form der Matrix (wie Mizellen oder Doppelschichten) interagiert, wird es auf irgendeine Weise aktiviert. Es wird vermutet, dass elektrostatische und hydrophobe Wechselwirkungen mit der Bindung von Enzymen an die Membran zusammenhängen. Wenig ist über die Struktur des Enzym-Membran-Komplexes bekannt und warum das Enzym, sobald es sein Substrat in gebundener Form bindet, und warum die enzymatische Reaktion effizienter ist.

Abbildung 4. Membranprotein.

Referenz