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Phospholipase A1 PLA1 sind Enzyme aus der Gruppe der Phospholipasen Die Phospholipase spaltet Phospholipide am C1 Atom des Glycerols Phospholipase A1PLA1 mit a Helices rot und b FaltblatternMasse Lange Primarstruktur 456 Aminosauren 49 715 DaBezeichnerExterne IDs GeneCards PLA1A UniProt Q53H76EnzymklassifikationEC Kategorie 3 1 1 32 PhospholipaseReaktionsart HydrolyseSubstrat Phosphatidylcholin H2OProdukte 2 Acylglycerolphosphocholin CarboxylatVorkommenHomologie Familie HovergenUbergeordnetes Taxon Eukaryoten Proteobakterien Inhaltsverzeichnis 1 Eigenschaften 2 Struktur 3 Beispiele 4 Geschichte 5 Literatur 6 EinzelnachweiseEigenschaften Bearbeiten nbsp Angriffspunkte verschiedener PhospholipasenPhospholipase A1 hydrolysiert Phosphatidylserin zu einer Fettsaure und einem 2 Acylglycerolphosphoserin 2 Acyl 1 lysophosphatidylserin Lyso PS oder Phosphatidsaure zu Lysophosphatidsaure Lyso PA 1 in geringem Umfang auch Phosphatidylcholin Phosphatidylethanolamin Phosphatidylinositol oder Triacylglyceride Die Spaltprodukte binden an jeweils eigene Rezeptoren LPSR1 3 bzw LPAR1 6 1 Bei apoptotischen Zellen wird Phosphatidylserin an der Aussenseite der Zellmembran gespalten 2 woraufhin Mastzellen durch 2 Acyl 1 lysophosphatidylserin zur Ausschuttung von Histamin aktiviert werden Weiterhin ist eine Phospholipase Bestandteil des Wespengifts wo es als Toxin und Allergen wirkt 3 Isoformen der Phospholipase A1 sind mPA PLA1 membrangebunden Phosphatidsaure bevorzugend und PS PLA1 Phosphatidylserin bevorzugend 1 Daneben gibt es andere Lipasen die sowohl Triacylglyceride als auch mit einer PLA1 Aktivitat Phosphoglyceride hydrolysieren Pankreaslipase PL Lipoproteinlipase LPL Hepatische Lipase HL und Endotheliale Lipase EL 1 Eine alternativ gespleisste Isoform der Phospholipase A1 hydrolysiert 1 Acyl 1 lysophosphatidylserin nicht aber Phosphatidylserin 4 Manche Formen der Phospholipase A2 besitzen zusatzlich eine PLA1 Enzymaktivitat 1 Der optimale pH Wert fur die Hydrolyse von Phosphatidylserin liegt bei einem pH Wert von 7 5 und fur die Hydrolyse saurer Phospholipide wie Phosphatidsaure bei 4 5 6 Struktur BearbeitenStrukturell ist die PLA1 ein Monomer welches das Sequenzmotiv Gly X Ser X Gly enthalt wobei X fur eine beliebige Aminosaure steht Das Serin gilt als die aktive Stelle im Enzym 7 PLA1 enthalt auch eine katalytische Triade aus Ser Asp His mit einer Vielzahl von Cysteinresten die fur die Bildung von Disulfidbrucken benotigt werden Die Cysteinreste sind fur strukturelle Schlusselmotive wie die Deckel Proteindomane und die B9 Domane verantwortlich bei denen es sich um lipidbindende Oberflachenschleifen handelt Diese beiden Schleifen konnen bei jedem PLA1 Enzym unterschiedlich sein Ein PLA1 Enzym mit einer langen Deckel Domane 22 23 Aminosauren und einer langen B9 Domane 18 19 Aminosauren stellt beispielsweise eine extrazellulare PLA1 dar das auch eine Triacylglycerin Hydrolase Aktivitat aufweist 8 wahrend ein PLA1 Enzym das als selektiver gilt eine kurze Deckel und B9 Domane mit 7 12 bzw 12 13 Aminosauren aufweist Bei den extrazellularen PLA1 Lipase Familienmitgliedern sind die b5 und b9 Schleifen sowie die Deckel Domane in Gelb Cyan und Grun dargestellt Die drei Reste die eine katalytische Triade bilden Ser Asp und His sind ublicherweise als Stabchen rot dargestellt Bei den Mitgliedern der cPLA2 Familie cPLA2a cPLA2b und cPLA2z sind die konservierten Lipasemotive GXSGX und DXG meist in rot und die beiden Reste die eine katalytische Dyade bilden Ser und Asp als Stabchen dargestellt Fur PLAAT3 PLA2G16 sind die drei Reste die eine katalytische Triade bilden zwei Histidine und Cystein als Stabchen rot dargestellt Die Strukturen wurden von der RCSB Protein Data Bank ubernommen mit den Referenz PDB IDs PL PDB 1LPB LPL PDB 6OB0 PLRP1 PDB 2PPL cPLA2a PDB 1CJY PLA2G16 PDB 4DOT Die vorhergesagten Strukturen der Lipasen wurden aus der AlphaFold Protein Structure Database entnommen Alle Strukturen wurden mit der Software PyMOL visualisiert 1 Beispiele BearbeitenEnzyme mit PLA1 Aktivitat in Saugetieren 1 Name Andere Namen Humanes Gen Substrate Reaktion PDB ID H Human R Ratte extrazellulare PLA1PS PLA1 PLA1A PLA1A PS Erzeugt LysoPS PA PLA1a LIPH mPA PLA1a LIPH PA Erzeugt LysoPA Lipoprotein Lipase LPL LIPD LIPD TAG PL TAG Lipase und PLA1 Aktivitat H PDB 6E7K PDB 6OAU PDB 6OAZ PDB 6OB0 PDB 6WN4Hepatische Lipase HL LIPC LIPC TAG PL TAG Lipase und PLA1 Aktivitat Endotheliale Lipase EDL EL LIPG LIPG PL Starkste PLA1 Aktivitat Pankreaslipase PL PNLIP PNLIP TAG PL TAG lipase and PLA1 activity H PDB 1GPL PDB 1LPA PDB 1LPB PDB 1N8SPankreatiscbes lipase verwandtes Protein 1 PLRP1 PLRP1 TAG PL TAG Lipase und PLA1 Aktivitat H PDB 2PPLPankreatiscbes lipase verwandtes Protein 2 PLRP2 PLRP2 TAG PL TAG Lipase und PLA1 Aktivitat H PDB 2OXE PDB 2PVS R PDB 1BU8intrazellulare PLA1PA PLA1 DDHD1 iPLA1a DDHD1 PL PLA1 Aktivitat KIAA0725p DDHD2 iPLA1g DDHD2 PL PE DAG CL p125 iPLA1b P125 unbekannt keine enzymatische Aktivitat PNPLA6 iPLA2d NTE PNPLA6 PC LPC PLB LysoPLA Aktivitat hydrolysiert an C1 und C2 PNPLA7 iPLA28 NRE PNPLA7 PC LPC PLB LysoPLA Aktivitat hydrolysiert an C1 und C2 PNPLA8 iPLA2g Gruppe VIB PLA2 PNPLA8 PC PLB LysoPLA Aktivitat hydrolysiert an C1 und C2 cPLA2a PLA2G4A Gruppe IVA PLA2 PLA2G4A PL PLB LysoPLA Aktivitat hydrolysiert an C1 und C2 H PDB 1BCI PDB 1CJY PDB 1RLWcPLA2b PLA2G4B Gruppe IVB PLA2 PLA2G4B PL PLB LysoPLA Aktivitat hydrolysiert an C1 und C2 cPLA2z PLA2G4F Gruppe IVF PLA2 PLA2G4F PL PLB LysoPLA Aktivitat hydrolysiert an C1 und C2 PLA2G16 Gruppe XVI PLA2 PLAAT3 HRASLS3 H Rev107 PLA2G16 PL PLB LysoPLA Aktivitat hydrolysiert an C1 und C2 H PDB 2KYT PDB 4DOT PDB 4FA0 PDB 4Q95 PDB 7C3Z PDB 7C41Geschichte BearbeitenSowohl die PLA1 als auch die PLA2 Aktivitat wurden in verschiedenen Geweben und im Blutplasma nachgewiesen In den 1990er Jahren wurden zwei PLA1 Molekule biochemisch gereinigt und identifiziert Bei diesen beiden PLA1 handelt es sich um das phosphatidsaurepraferentielle PLA1 PA PLA1 und das phosphatidylserinspezifische PLA1 PS PLA1 1994 reinigten Higgs und Glomset eine neue PLA1 aus einer zytosolischen Fraktion von Rinderhoden die bevorzugt PA hydrolysierte Kurz darauf klonierte dieselbe Gruppe eine cDNA des PLA1 und es stellte sich heraus dass PA PLA1 ein intrazellulares Protein mit 875 Aminosauren und einer berechneten Molekularmasse von etwa 100 kDa ist Gleichzeitig reinigte die Gruppe von Exton eine sehr ahnliche PLA1 aus dem Rinderhirn Es war nicht klar ob die beiden intrazellularen PLA1 identisch waren da die beiden Gruppen unterschiedliche PLA1 Testbedingungen und Substrate verwendeten Spater reinigte die Gruppe von Kudo ahnliche PLA1 aus dem Gehirn und den Hoden von Mausen Ratten und Kuhen und zeigte dass sie mit der oben erwahnten PA PLA1 identisch sind Sie wiesen nach dass PA PLA1 in Gegenwart von Triton X 100 uberwiegend Phosphatidsaure PA und in Abwesenheit von Triton X 100 Phosphatidylethanolamin PE hydrolysiert Das Ergebnis zeigt deutlich dass die Substratspezifitat von PA PLA1 in vitro durch die Testbedingungen beeinflusst wird was die Identifizierung der naturlichen Substrate von PA PLA1 erschwert Dies bedeutet auch dass der Name PA PLA1 fur das Enzym nicht geeignet ist 1 Horigome et al wiesen zwei PLA Aktivitaten im Uberstand von aktivierten Rattenblutplattchen nach Eine davon wurde als sekretorische PLA2 identifiziert die jetzt als sekretorische Phospholipase A2 der Gruppe IIA sPLA2IIA bekannt ist Sato et al gelang es eine andere PLA zu reinigen und zu klonieren die eine hohe Praferenz fur serinhaltige Phospholipide zeigte Diese PLA ist nun als PS spezifische PLA1 PS PLA1 bekannt PS PLA1 hydrolysierte in vitro spezifisch PS Daruber hinaus wirkte es auf die intakte Zellmembran ein hydrolysierte PS und produzierte 2 Acyl LysoPS Daher wird angenommen dass PS PLA1 ein LysoPS produzierendes Enzym ist 1 Nach der Entdeckung der beiden PLA1 Molekule fanden mehrere Forscher ahnliche PLA1 Homologe in den Nukleotiddatenbanken exprimierten sie als rekombinante Proteine und charakterisierten sie biochemisch Diese Analysen identifizierten die Homologe als neuartige PLA1s Dazu gehoren das extrazellulare Enzym membranassoziierte PA selektive PLA1a mPA PLA1a ein PS PLA1 Homolog und die intrazellularen Enzyme iPLA1 g DDHD2 KIAA0725 ein PA PLA1 Homolog und iPLA1b SEC23IP p125 PLA1 Aktivitaten wurden nicht nachgewiesen Daruber hinaus wurde eine ahnliche biochemische Charakterisierung fur PLA2 Homologe durchgefuhrt Die biochemische Charakterisierung der PLA2 Homologe zeigte dass einige von ihnen neben ihrer PLA2 Aktivitat auch eine PLA1 Aktivitat aufwiesen In diesem Zusammenhang ist auch darauf hinzuweisen dass bestimmte Lipasen die TAG hydrolysieren PLA1 Aktivitat besitzen wie oben erwahnt Lipasen hydrolysieren Fettsauren an den Positionen sn 1 und sn 3 von Triacylglycerin TAG und Diacylglycerin DAG Sie hydrolysieren auch Fettsauren in der sn 1 oder sn 3 Position von Monoacylglycerin MAG 1 Literatur BearbeitenG S Richmond T K Smith Phospholipases A In International Journal of Molecular Sciences Band 12 Nummer 1 Januar 2011 S 588 612 doi 10 3390 ijms12010588 PMID 21340002 PMC 3039968 freier Volltext P D Arrigo S Servi Synthesis of lysophospholipids In Molecules Band 15 Nummer 3 Marz 2010 S 1354 1377 doi 10 3390 molecules15031354 PMID 20335986 PMC 6257299 freier Volltext H Wong M C Schotz The lipase gene family In Journal of lipid research Band 43 Nummer 7 Juli 2002 S 993 999 doi 10 1194 jlr r200007 jlr200 PMID 12091482 freier Volltext Y Yatomi M Kurano H Ikeda K Igarashi K Kano J Aoki Lysophospholipids in laboratory medicine In Proceedings of the Japan Academy Series B Physical and biological sciences Band 94 Nummer 10 2018 S 373 389 doi 10 2183 pjab 94 025 PMID 30541965 PMC 6374142 freier Volltext Einzelnachweise Bearbeiten a b c d e f g h i j S Yaginuma H Kawana J Aoki Current Knowledge on Mammalian Phospholipase A1 Brief History Structures Biochemical and Pathophysiological Roles In Molecules 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