Fosfolipasi A2

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La fosfolipasi A2 è una delle proteine di membrana più intensamente studiate che idrolizza i fosfolipidi nella posizione sn-2 per formare acidi grassi e prodotti lisofosfolipidi. Queste sono piccole proteine e le strutture 3-D sono note ad alta risoluzione per diverse specie. Le proteine della fosfolipasi A2 sono di alta preoccupazione farmaceutica poiché sono responsabili del rilascio di acido arachidonico dalle membrane e poiché la successiva conversione di questo acido grasso in leucotrieni e prostaglandine fa parte della risposta infiammatoria.

L’enzima mostra anche interazioni molto interessanti con la membrana su cui si lega. Si attiva in qualche modo quando interagisce con forme aggregate del substrato, come nelle micelle o nei doppi strati. Si sospetta che le interazioni elettrostatiche e idrofobiche siano coinvolte nel legame dell’enzima alla membrana. Si sa molto poco della struttura complessa enzima-membrana e perché l’enzima reagisce in modo molto più efficiente una volta che lega i suoi substrati in forma aggregata.

Siamo particolarmente interessati a studiare l’interazione della fosfolipasi A2 con la membrana cellulare attraverso la modellazione molecolare e la dinamica molecolare. Le domande di interesse sono: il meccanismo dell’attivazione superficiale; l’interazione di PLA2 con lipidi caricati negativamente; e le proprietà conformazionali ed energetiche dei lipidi nell’interfaccia proteina-membrana. Le nostre simulazioni hanno suggerito che una desolvazione di 2-3 molecole lipidiche si verifica quando il PLA è strettamente associato alla membrana e potrebbe facilitare il legame del substrato, aumentando la velocità di reazione. Abbiamo anche calcolato la superficie potenziale della proteina sulla superficie della membrana.

Stiamo applicando il metodo sterzato di dinamica molecolare per studiare l’azione della proteina sinoviale umana fosfolipasi A2 (PLA2) all’interfaccia dell’acqua lipidica. PLA2 lega ad una superficie della membrana in un modo scooting e catalizza la reazione di idrolisi del legame dell’estere sn-2 dei fosfolipidi che successivamente provoca la distruzione della superficie della membrana. Si ritiene che la catalisi effettiva sia init iata attraverso l’aspirazione di un fosfolipide dalla superficie della membrana nel canale h ydrophobic di PLA2 dove avviene la reazione. Il meccanismo di questa aspirazione è poco compreso e si ipotizza che sia causato dalla destabilizzazione del gruppo di testa dei fosfolipidi polari da parte dell’ambiente idrofobo del canale di legame di PLA2. Studiamo il processo di estrusione del fosfolipide per due modi di accoppiamento di PLA2 alla superficie della membrana, cioè, strettamente e l oosely modi legati. La nostra ipotesi è che prima di estrudere il fosfolipide, PLA2 deve formare il complesso strettamente legato, mentre il complesso liberamente legato non dovrebbe portare alla catalisi.

Investigatori

• Sergei Izrailev
• Feng Zhou
• Klaus Schulten

Pubblicazioni

– //W3C/ / DTD XHTML 1.0 Transitional/ / IT””http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd”>Publications Database Studio di dinamica molecolare dell’attivazione della fosfolipasi A2 su una superficie di membrana.Feng Zhou e Klaus Schulten. PROTEINE: struttura, funzione e genetica, 25:12-27, 1996.