Fosfolipase A2

As fosfolipases A₂ (PLA₂) EC 3.1.1.4 são enzimas que libertam ácidos gordos ligados ao segundo carbono (posição sn-2) do glicerol. Esta fosfolipase reconhece especificamente o grupo acilo unido em sn-2 de fosfolípidos e hidrolisa cataliticamente a ligação, libertando ácido araquidónico e lisofosfolípidos. Por uma posterior modificação feita por ciclo-oxigenases, o ácido araquidónico converte-se em compostos ativos chamados eicosanoides. Entre os eicosanoides estão as prostaglandinas e os leucotrienos, que são considerados mediadores anti-inflamatórios e inflamatórios.^[1]

As enzimas PLA₂ são encontradas vulgarmente em tecidos de mamíferos e em aracnídeos, insetos e no veneno de serpente.^[2] Os venenos de serpentes e insetos são em grande parte compostos por melitina, que é um estimulante da PLA₂. Devido ao aumento da presença e da atividade da PLA₂ que se produz como resultado de uma mordida ou picada de certas serpentes ou insetos, o ácido araquidónico é libertado dos fosfolípidos de membrana de forma desproporcionada. O resultado é inflamação e dor no local afetado pela picada.^[3] Há também fosfolipases A₂ procarióticas.

Tipos adicionais de fosfolipases são a fosfolipase A₁, fosfolipase B, fosfolipase C e fosfolipase D.^[4]

As fosfolipases A₂ incluem várias famílias de proteínas não relacionadas que têm uma atividade enzimática comum. Duas das mais notáveis famílias são as fosfolipases A₂ citosólicas e segregadas. Outras famílias são a da PLA₂ independente do Ca²⁺ (iPLA₂) e a da PLA₂ associada a lipoproteínas (lp-PLA₂), também chamada fator ativador das plaquetas acetil-hidrolase (PAF-AH).

As formas extracelulares das fosfolipases A₂ foram isoladas de diferentes venenos (de serpes, abelhas e vespas), e de praticamente todos os tecidos de mamíferos estudados (incluindo o pâncreas e os rins) e também de bactérias. Para a sua atividade requerem Ca²⁺.

As sPLA₂ pancreáticas servem para a digestão inicial dos compostos fosfolipídicos das gorduras da dieta. As fosfolipases do veneno ajudam a imobilizar as presas ao promover a lise celular.

Em ratos, as sPLA₂ do grupo III estão implicadas na maturação dos espermatozoides,^[5] e as do grupo X crê-se que estão implicadas na capacitação dos espermatozoides.^[6]

A sPLA₂ promove a inflamação em mamíferos ao catalisar o primeiro passo da via do ácido araquidónico ao degradar fosfolípidos, o que resulta na formação de ácidos gordos incluindo o ácido araquidónico. Este ácido araquidónico é depois metabolizado para formar várias moléculas inflamatórias e tromboxénicas. Os níveis excessivos de sPLA₂ crê-se que contribuem para várias doenças inflamatórias, e promovem a inflamação vascular correlacionada com eventos coronários na doença coronária e a síndrome coronária aguda,^[7] e possivelmente acaba por causar síndrome de dificuldade respiratória aguda^[8] e a progressão da amigdalite^[9]

Em crianças, os níveis excessivos de sPLA₂ foram associados à inflamação que se crê exacerbar a asma^[10] e à inflamação da superfície celular (olho seco).^[11]

O aumento da atividade da sPLA₂ observa-se no líquido cefalorraquidiano de pessoas com doença de Alzheimer e esclerose múltipla, e pode servir como marcador do aumento da permeabilidade da barreira hemato-raquidiana.^[12]

As PLA₂ intracelulares (cPLA₂) são também dependentes de Ca, mas têm uma estrutura tridimensional completamente diferente e significativamente maior do que a PLA₂ segregada (mais de 700 resíduos). Incluem o domínio C2 e o domínio catalítico grande.

Estas fosfolipases estão implicadas em processos de sinalização celular, como a resposta inflamatória. O ácido araquidónico produzido é simultaneamente uma molécula de sinalização e o precursor de outras moléculas de sinalização denominadas eicosanoides. Entre estes estão os leucotrienos e as prostaglandinas. Alguns eicosanoides sintetizam-se a partir do diacilglicerol, libertado da bicamada lipídica pela fosfolipase C (ver abaixo).

As fosfolipases A₂ podem ser classificadas com base na homologia de sequências.^[13]

Viaja pelo sangue associada a lipoproteínas, principalmente às LDL, e em menor medida (cerca de 20%) às HDL. É uma enzima produzida por células inflamatórias que hidrolisa fosfolípidos oxidados nas LDL.

A lp-PLA₂ é uma das várias PAF acetil-hidrolase (EC 3.1.1.47), que é segregada e catalisa a degradação do PAF a produtos inativos ao hidrolisar o grupo acetilo na posição sn-2, originando os produtos biologicamente inativos liso-PAF e acetato.^[14]

O aumento dos níveis de lp-PLA₂ está associado a doenças cardíacas, e pode contribuir para a aterosclerose.^[15]

O mecanismo catalítico sugerido da sPLA2 pancreática é iniciado pelo complexo His-48/Asp-99/Cálcio (Ca²⁺) situado no sítio ativo. O ião Ca²⁺ polariza o oxigénio do grupo carbonilo em *sn*-2 e também se coordena com uma molécula de água catalítica, w5. A His-48 incrementa a nucleofilia da água catalítica por meio de uma ponte com uma segunda molécula de água, w6. Sugeriu-se que são necessárias duas moléculas de água para cobrir a distância entre a histidina catalítica e o grupo éster. A basicidade da His-48 crê-se ser potenciada por meio de uma ponte de hidrogénio com o Asp-99. Uma substituição de asparagina por His-48 mantém a atividade normal, uma vez que o grupo funcional amida da asparagina pode também funcionar diminuindo o pKa, ou constante de dissociação de ácido, da molécula de água que faz a ponte. O estado limitante é caracterizado pela degradação do composto intermédio tetraédrico constituído por um oxianião coordenado com cálcio. O papel do cálcio pode também ser duplicado por outros catiões relativamente pequenos como o cobalto e o níquel.^[16] Antes de se tornar ativa na digestão, a pró-forma da PLA2 é ativada pela tripsina.

A PLA2 também pode ser caracterizada por ter um canal com uma parede hidrofóbica com resíduos de aminoácidos hidrofóbicos como a Fenilalanina (Phe), Leucina (Leu) e Tirosina (Tyr), que servem para se ligar ao substrato enzimático. Outros componentes da PLA2 são as sete pontes de dissulfeto que influenciam a regulação e o enovelamento estável da proteína.^[16]

Dada a importância da PLA2 na resposta inflamatória, a regulação desta enzima é essencial. A PLA2 é regulada por fosforilação e pelas concentrações de cálcio. A PLA2 é fosforilada pela MAPK no resíduo serina-505. Quando a fosforilação está acoplada a um influxo de iões cálcio, a PLA2 é estimulada e pode translocar-se para a membrana para começar a catálise.^[17]

A fosforilação de PLA2 pode ser o resultado da ligação de um ligando a recetores, como são os seguintes:

• Receptor de 5-HT2 (de serotonina) ^[18]
• mGLUR1^[18]
• Recetor bFGF^[18]
• Recetor do IFN-α^[18]
• Recetor do IFN-γ^[18]

No caso de uma inflamação, a aplicação de glicocorticoides regula em alta (mediado a nível génico) a produção da proteína lipocortina, que inibe a PLA2 e reduz a resposta inflamatória.

Nas células do cérebro normais, a regulação da PLA2 explica o equilíbrio entre a conversão do ácido araquidónico em mediadores pro-inflamatórios e a sua reincorporação na membrana. Na ausência de uma regulação estrita da atividade da PLA2, é produzida uma quantidade desproporcionada de mediadores pro-inflamatórios. O stress oxidativo induzido e a neuroinflamação resultantes são análogos a doenças neurológicas como a doença de Alzheimer, epilepsia, esclerose múltipla e isquemia. Os lisofosfolípidos são outra classe de moléculas libertadas das membranas que são precursores, na via a montante, de fatores ativadores de plaquetas (PAF). Níveis anormais de potentes PAF estão associados a danos neurológicos. Um inibidor enzimático ideal teria como alvo específico a atividade da PLA2 nas membranas das células neurais que já estão sob stress oxidativo e inflamação potente. Assim, o uso de inibidores específicos da PLA2 do cérebro poderia ser uma abordagem farmacêutica para o tratamento de várias doenças associadas a traumas neurais.^[19]

Um aumento da fosfolipase A2 foi também associado a doenças neuropsiquiátricas como a esquizofrenia e as perturbações globais do desenvolvimento (como o autismo), embora os mecanismos utilizados não sejam conhecidos.^[20]

As isoenzimas da fosfolipase A2 humana são:

• Grupo I: PLA2G1B
• Grupo II: PLA2G2A, PLA2G2C

, PLA2G2D, PLA2G2E , PLA2G2F

• Grupo III: PLA2G3

• Grupo IV: PLA2G4A, PLA2G4B, PLA2G4C, PLA2G4D

, PLA2G4E , PLA2G4F

• Grupo V: PLA2G5
• Grupo VI: PLA2G6
• Grupo VII: PLA2G7
• Grupo X: PLA2G10
• Grupo XII: PLA2G12A, PLA2G12B

Além disso, as seguintes proteínas humanas contêm o domínio de fosfolipase A2:

• OC90

Referências

• 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)