PLA2

ホスホリパーゼA2（PLA2）は、体内のCa²⁺ 依存性PLA2の分布に基づいています。分泌型（PLA2-Ⅰ およびPLA2-Ⅱ）と細胞質型（PLA2-Ⅲ およびPLA2-Ⅳ）に分けることができます。PLA2-Ⅱ は重度の膵炎における一連の合併症の早期マーカーです。急性期反応媒体として、重度の膵炎の発展に密接に関連しています。したがって、PLA2-Ⅱ の測定は、細菌感染性壊死性膵炎および多臓器不全を伴う重度の急性膵炎に対する重要な認識効果を持っています。

図1. PLA2のタンパク質構造。

はじめに

ホスホリパーゼA2（ホスホリパーゼA2 PLA2）は、リン脂質グリセロール分子上のアシル基を触媒することができる加水分解酵素です。また、プロスタグランジンや血小板活性化因子（PAF）酵素などの生物活性物質の生成における律速段階でもあります。生成される脂質メディエーターは、膜チャネルの活性化、情報伝達、血行動態および炎症や組織損傷時の病態生理において重要な役割を果たし、細胞内および細胞外の代謝を調節します。急性膵炎、敗血症性ショック、外傷、および多臓器不全（MSOF）の患者では、血清PLA2活性が増加します。多発外傷では、PLA2活性の変化がMSOF組織損傷を引き起こす早期の信号パラメータである可能性があります。

図2. アラキドン酸（AA）の化学構造。

PLA2の供給源分布

ほぼすべてのヒト細胞にはPLA2が含まれており、主に2つの細胞内分布に存在します。一つは膜結合型PLA2（Ma-PLA2）、もう一つは細胞質内のリソソームおよび可溶性PLA2（S-PLA2）です。哺乳類の細胞外PLA2は正常な生理的分泌物です。膵臓、唾液腺、前立腺、および精嚢はS-PLA2を分泌できます。活性化された単球、マクロファージ、および好中球は大量のPLA2を分泌し、体液中のPLA2の主な供給源となります。組織液、腹膜液、滑液、および皮下組織に分泌され、実験および臨床においてさまざまな炎症および病理的損傷を引き起こします。敏感で簡単かつ迅速なPLA2測定を通じて、病理的進行および診断の早期予測因子として使用できます。Ma-PLA2はさまざまな細胞のバイオフィルムに存在し、特に脳細胞、心筋細胞、肝細胞、メサンギウム細胞および肺胞において重要です。生理的条件下で細胞膜リン脂質の変換、AA代謝および走化性、細胞分裂、細胞毒性、刺激放出の結合に関与しています。病理的条件下では、リソソームおよびミトコンドリアPLA2が間質、関節腔、または血管空間に分泌され、炎症および急性損傷の病因に関与します。

機能

ホスホリパーゼA2（PLA2）は、膜グリセロホスホリピッドのsn-2位の加水分解を触媒し、プロスタグランジン（PG）やロイコトリエン（LT）を含むエイコサノイドの前駆体であるアラキドン酸（AA）を放出します。同じ反応は、別のクラスの脂質メディエーターを表すリゾホスホリピッドも生成します。これまでに、哺乳類ではPLA2活性を持つ少なくとも19の酵素が同定されています。分泌型PLA2（sPLA2）ファミリーには10のアイソザイムが同定されており、低分子量でCa²⁺を必要とする分泌酵素であり、エイコサノイド生成の修飾、炎症、宿主防御、動脈硬化などの多くの生物学的プロセスに関与しています。細胞質PLA2（cPLA2）ファミリーは3つの酵素から構成され、その中でcPLA2alphaはAA代謝の開始において重要な役割を果たします。cPLA2alphaの細胞内活性化はCa2+およびリン酸化によって厳密に調節されています。Ca2+非依存性PLA2（iPLA2）ファミリーには2つの酵素が含まれ、膜リン脂質のリモデリングにおいて主要な役割を果たす可能性があります。血小板活性化因子（PAF）アセチルヒドロラーゼ（PAF-AH）ファミリーは、PAFおよび/または酸化リン脂質に対して異常な基質特異性を示す4つの酵素を含む独自のPLA2グループを表します。

図3. プロスタグランジンの化学構造。

結論

ホスホリパーゼA2は、最も徹底的に研究された膜タンパク質の一つです。これは、リン脂質をsn-2位で加水分解して脂肪酸およびリゾホスホリピッド生成物を形成します。これらは小さなタンパク質であり、特定の種においては高解像度の3D構造がよく知られています。ホスホリパーゼA2タンパク質は、膜からアラキドン酸を放出する責任があるため、非常に医療的です。また、この脂肪酸がロイコトリエンやプロスタグランジンに変換されることにより、炎症反応の一部となります。この酵素は、結合する膜との非常に興味深い相互作用も示しました。マトリックスの集合体（ミセルや二重層など）と相互作用すると、何らかの方法で活性化されます。静電的および疎水的相互作用が酵素と膜の結合に関連していると考えられています。酵素-膜複合体の構造や、なぜ酵素が基質に結合した形で結合し、なぜ酵素反応がより効率的であるのかについてはほとんど知られていません。

図4. 膜タンパク質。

参考文献