Phospholipase A2

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La phospholipase A2 est l’une des protéines membranaires les plus étudiées qui hydrolyse les phospholipides en position sn-2 pour former des produits d’acides gras et de lysophospholipides. Ce sont de petites protéines et les structures 3D sont connues à haute résolution pour plusieurs espèces. Les protéines de la phospholipase A2 sont très préoccupantes sur le plan pharmaceutique car elles sont responsables de la libération d’acide arachidonique par les membranes, et puisque la conversion ultérieure de cet acide gras en leucotriènes et prostaglandines fait partie de la réponse inflammatoire.

L’enzyme présente également des interactions très intéressantes avec la membrane sur laquelle elle se lie. Il est activé d’une certaine manière lorsqu’il interagit avec des formes agrégées du substrat, comme dans les micelles ou dans les bicouches. Des interactions électrostatiques et hydrophobes sont suspectées d’être impliquées dans la liaison de l’enzyme à la membrane. On sait très peu de choses de la structure complexe enzyme-membrane et pourquoi l’enzyme réagit beaucoup plus efficacement une fois qu’elle lie ses substrats sous une forme agrégée.

Nous nous intéressons particulièrement à l’étude de l’interaction de la phospholipase A2 avec la membrane cellulaire à travers la modélisation moléculaire et la dynamique moléculaire. Les questions d’intérêt sont: le mécanisme de l’activation de la surface; l’interaction du PLA2 avec des lipides chargés négativement; et les propriétés conformationnelles et énergétiques des lipides dans l’interface protéine-membrane. Nos simulations ont suggéré qu’une désolvation de 2-3 molécules lipidiques se produit lorsque le PLA est étroitement associé à la membrane, et pourrait faciliter la liaison du substrat, augmentant la vitesse de réaction. Nous avons également calculé la surface potentielle de la protéine à la surface de la membrane.

Nous appliquons la méthode de dynamique moléculaire dirigée pour étudier l’action de la protéine synoviale phospholipase A2 (PLA2) humaine à l’interface de l’eau lipidique. Le PLA2 se lie à une surface membranaire en mode écotaxe et catalyse la réaction d’hydrolyse de la liaison ester sn-2 des phospholipides, ce qui entraîne par la suite la destruction de la surface membranaire. On pense que la catalyse proprement dite est initiée par l’aspiration d’un phospholipide de la surface de la membrane dans le canal hydrophobe de PLA2 où se déroule la réaction. Le mécanisme de cette aspiration est peu connu et on suppose qu’il est provoqué par une déstabilisation du groupe de tête des phospholipides polaires par l’environnement hydrophobe du canal de liaison de PLA2. Nous étudions le processus d’extrusion du phospholipide pour deux modes de couplage du PLA2 à la surface de la membrane, c’est-à-dire les modes étroitement et étroitement liés. Notre hypothèse est qu’avant d’extruder le phospholipide, le PLA2 doit former le complexe étroitement lié, tandis que le complexe faiblement lié ne doit pas conduire à la catalyse.

Chercheurs

• Sergei Izrailev
• Feng Zhou
• Klaus Schulten

Publications

-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional //FR » »http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd »>PublicationsBase de données Étude de la dynamique moléculaire de l’activation de la phospholipase A2 sur une surface membranaire.Feng Zhou et Klaus Schulten. PROTÉINES: Structure, Fonction et génétique, 25:12-27, 1996.