FOSFOLIPASE: STRUKTUR, FUNGSI, JENIS - BIOLOGI - 2025

The phospholipases adalah enzim-enzim yang mengkatalisis hidrolisis fosfolipid. Ini adalah lipid yang paling melimpah dan penting dalam membran semua organisme seluler dan memiliki fungsi struktural dan metabolik serta pensinyalan. Fosfolipid adalah molekul kimia yang bersifat amphipathic, yaitu memiliki ujung kutub hidrofilik dan ujung apolar hidrofobik.

Ujung kutub dibentuk oleh molekul yang terkait dengan gugus fosfat dari molekul diasil gliserol 3-fosfat. Ujung apolar terdiri dari dua rantai alifatik yang diesterifikasi ke molekul gliserol melalui karbon pada posisi C-1 dan C-2.

Representasi struktur fosfolipase A (Sumber: Cookie, via Wikimedia Commons)

Fosfolipase bekerja dengan menghidrolisis salah satu dari empat ikatan ester yang menghubungkan rantai alifatik, gugus fosfat, atau gugus "kepala" yang mengidentifikasi setiap jenis fosfolipid.

Produk dari aksi enzimatiknya berhubungan dengan lisofosfolipid, diasilgliserol atau asam fosfatidat, yang juga dapat menjadi substrat untuk enzim fosfolipase atau lipase lainnya secara umum.

Mereka ada di sebagian besar sel sebagai protein yang disekresikan, protein transmembran atau sebagai enzim intraseluler dengan fungsi ganda dan beragam, di antaranya partisipasi mereka dalam kaskade pensinyalan menonjol.

Struktur

Beberapa fosfolipase, seperti fosfolipase A, termasuk di antara enzim terkecil yang dijelaskan, dengan berat antara 13 dan 15 kDa, sementara yang lain, seperti fosfolipase C dan D, melebihi 100 kDa.

Tergantung pada jenis fosfolipase yang dipertimbangkan, ini dapat berupa protein yang dapat larut atau protein membran integral, yang sangat menentukan karakteristik urutan asam amino dan pengaturan strukturalnya.

Beberapa dari enzim ini memiliki situs spesifik dalam strukturnya untuk pengikatan kation divalen seperti kalsium, yang tampaknya memiliki fungsi penting dalam aktivitas katalitiknya.

Banyak dari enzim ini disintesis sebagai zymogens (prekursor tidak aktif) yang membutuhkan aksi proteolitik dari enzim lain untuk aktivasi mereka. Aktivitasnya diatur oleh banyak faktor seluler.

fitur

Fungsi enzim fosfolipase yang paling menonjol adalah degradasi membran fosfolipid, baik untuk tujuan komunikasi struktural, metabolik atau intraseluler murni.

Selain fungsi degradasi ini, enzim ini dapat memiliki tindakan penting dalam proses biosintetik tertentu, karena enzim ini melakukan tugas "pemodelan ulang" saat bertindak bersinergi dengan protein asiltransferase lain untuk mengubah kerangka asam lemak dari fosfolipid yang berbeda.

Di antara proses biosintetik yang bergantung pada fosfolipase yang telah dijelaskan adalah produksi asam arakidonat, dan biosintesis prostaglandin, prostasiklin, tromboksan, dan lain-lain.

Fungsi dalam pensinyalan

Fosfolipase C berpartisipasi dalam hidrolisis fosfatidylinositols, melepaskan molekul yang diturunkan darinya yang memiliki fungsi penting sebagai pembawa pesan kedua dalam berbagai proses komunikasi dan pensinyalan intraseluler.

Jenis

Ada dua set utama fosfolipase: asilhidrolase dan fosfodiesterase. Klasifikasi dalam setiap himpunan didasarkan pada posisi potongan hidrolitik yang mereka lakukan pada ikatan ester berbeda yang bergabung dengan "potongan" fosfolipid tempat mereka bekerja.

Mereka tidak terlalu spesifik berkenaan dengan jenis fosfolipid (sesuai dengan identitas gugus kutub atau rantai hidrokarbonnya) melainkan berkaitan dengan posisi ikatan di tulang punggung gliserol 3-fosfat atau 1,2-diasil gliserol 3- fosfat.

Fosfolipase A dan B termasuk dalam kelompok asilhidrolase, sedangkan fosfolipase C dan D termasuk dalam fosfodiesterase.

Fosfolipase A

Kelompok fosfolipase ini bertanggung jawab untuk hidrolisis asil-ester yang terikat pada karbon pada posisi C-1 dan C-2 dari molekul diasilgliserol.

Fosfolipase A1 dikenal sebagai yang menghidrolisis ikatan ester antara rantai alifatik dan karbon 1 dan A2, yang menghidrolisis ikatan ester antara rantai alifatik dan karbon 2 gliserol.

Fosfolipase A1 umumnya adalah protein intraseluler, berukuran besar dan umumnya berhubungan dengan membran plasma. Phospholipases A2, sebaliknya, adalah protein ekstraseluler yang stabil, berukuran sangat kecil dan dapat larut dalam air.

Fosfolipase pertama yang dideskripsikan adalah fosfolipase tipe A2, yang diperoleh dari cairan pankreas mamalia dan bisa ular kobra.

Fosfolipase B

Enzim yang termasuk dalam kelompok ini dapat menghidrolisis ikatan ester antara salah satu dari dua rantai asam lemak fosfolipid (pada posisi C-1 dan C-2) dan juga dapat bekerja pada lisofosfolipid.

Mereka telah ditemukan di banyak spesies mikroba, protozoa, dan sel mamalia dan merupakan bagian dari faktor virulensi dari banyak jamur patogen.

Fosfolipase C dan D.

Enzim yang termasuk dalam kelompok ini bertanggung jawab untuk hidrolisis ikatan fosfodiester antara molekul gliserol dan gugus fosfat (Fosfolipase C) yang menghasilkan 1,2-diasilgliserol, dan antara gugus fosfat dan gugus polar yang melekat padanya (Fosfolipase D ), menghasilkan asam fosfatidat.

Fosfolipase C pertama kali dimurnikan dari media kultur banyak jenis bakteri, tetapi ditemukan di berbagai macam sel mamalia.

Sebagian besar enzim ini bekerja secara istimewa pada fosfatidilkolin, tetapi menunjukkan aktivitas melawan fosfolipid lain seperti fosfatidylinositol.

Fosfolipase D telah banyak dipelajari pada jaringan tanaman seperti kubis, kapas dan biji jagung, dll. Namun, itu juga telah terdeteksi pada mamalia dan beberapa mikroorganisme. Mereka adalah enzim yang besar, biasanya lebih dari 100 kDa dalam berat molekul.

Phospholipases L atau Smooth Phospholipases

Ini adalah enzim yang bertanggung jawab untuk hidrolisis asam lemak yang terkait dengan lisofosfolipid (fosfolipid di mana fosfolipase A telah bekerja, misalnya, dan yang memiliki rantai asam lemak tunggal yang terpasang).

Mereka dikenal sebagai Fosfolipase L1 dan Fosfolipase L2 tergantung pada atom karbon dari molekul gliserol tempat mereka bekerja.

Enzim ini telah dimurnikan dari banyak mikroorganisme, racun dari beberapa serangga, sel eosinofilik, dan banyak jaringan mamalia yang berbeda.

Referensi

1. Aloulou, A., Rahier, R., Arhab, Y., Noiriel, A., & Abousalham, A. (2018). Fosfolipase: Gambaran Umum. Dalam J. Walker (Ed.), Lipases and Phospholipases (2nd ed., P. 438). Humana Press.
2. Dennis, EA (1983). Fosfolipase. Dalam The Enzymes Vol. XVI (hlm. 47). Academic Press, Inc.
3. Mackness, M., & Clerc, M. (1993). Esterase, Lipase, dan Fosfolipase: Dari Struktur ke Signifikansi Klinis. Bordeaux: Springer Science + Business Media, LLC.
4. Rawn, JD (1998). Biokimia. Burlington, Massachusetts: Penerbit Neil Patterson.
5. van Deenen, L., & de Haas, G. (1966). Fosfogliserida dan Fosfolipase. Annu. Pdt. Biochem. , 35, 157-194.