磷脂酶C

基本内容

磷脂酰肌醇特异的磷脂酶C(PI-PLC)有3个家族β、γ、δ。各种PI-PLC有类似的催化活性，主要是因为这些酶有两个保守性相当高的氨基酸序列，分别叫X和Y区，它们大约含有150和130个氨基酸残基。此二区在三个家族间的同源性为43%和33%，但各家族内成员间同源性可达79%。当酶蛋白折叠，此二区靠近形成活性中心。X区位置比较恒定，Y区位置变异较大。PI-PLC中含有SH结构域可以与其他蛋白相互作用。2002年研究发现PLC的一个新构型--PLCζ，是目前发现的PLC家族中最小的亚型，因为相比较其他亚型缺少了一个PH结构域。PLCζ同雄性不育关系密切。

磷脂酶C:催化PIP2分解产生1,4,5-肌醇三磷酸(IP3)和二酰甘油(DAG)两个第二信号分子。是存在于胞浆膜上的一个关键酶。在食品中用作酶制剂。

生产工艺n转基因巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris）DVSA-PLC-004菌株经过发酵等工艺制得磷脂酶C。n性状n黄色至棕色液体，溶于水，有轻微气味。n

催化机制

PLC的主要催化反应发生在脂质—水界面的不溶性底物上。活性位点中的残基在所有同种PLC中都是保守的。在动物中，PLC在磷酸二酯键的甘油侧选择性地催化磷脂（磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2））的水解，形成酶与底物弱结合的中间体肌醇1,2-环磷酸二酯和释放二酰基甘油（DAG）。然后将中间体水解成肌醇1,4,5-三磷酸酯（IP3）。因此，两种最终产品是DAG和IP3。 酸/碱催化需要两个保守的组氨酸残基，并且PIP2水解需要钙离子。人们已经观察到活性位点钙离子与四个酸性残基配位，并且如果任何残基突变，则催化需要更大的钙离子浓度。

生物功能

PLC将磷脂磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）切割成二酰基甘油和肌醇1,4,5-三磷酸，因此，PLC对PIP2的消耗具有重要的作用。PIP2在生物中的功能是充当膜锚或变构调节剂， PIP2还作为合成稀有脂质磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸（PIP3）的底物，其负责多个反应中的信号传导，因此PLC反应导致的PIP2耗竭对于质膜和核膜中局部PIP2浓度的调节至关重要，PLC催化反应的两种产物DAG和IP3是控制不同细胞过程的重要的第二信使，并且是合成其他重要信号分子的底物。

当PIP2裂解时，DAG保持与膜结合，并且IP3作为可溶性结构释放到胞质溶胶中。然后IP3通过胞质溶胶扩散以结合IP3受体，特别是光滑内质网（ER）中的钙通道。这导致细胞质中钙的浓度增加，引起一系列细胞内的变化和活化。 此外，钙和DAG一起起作用以激活蛋白激酶C，继而磷酸化其他分子，导致细胞活性改变，最终的效应包括味觉，肿瘤促进，以及囊泡胞吐作用，NADPH氧化酶产生超氧化物和JNK活化。nDAG和IP3都是用于合成调节分子的底物。DAG是合成磷脂酸（一种调节分子）的底物。 IP3是合成肌醇多磷酸盐的限速底物，可刺激多种蛋白激酶，转录和mRNA加工， 因此，PLC活性的调控对其他细胞生理学的中心调控途径的酶的协调和调控是至关重要的。n另外，磷脂酶C在炎症途径中起重要作用。激动剂如凝血酶，肾上腺素或胶原蛋白与血小板表面受体的结合可触发磷脂酶C的活化，以催化花生四烯酸从两种主要的膜磷脂（磷脂酰肌醇和磷脂酰胆碱）中释放。 然后花生四烯酸可以进入环加氧酶途径（产生前列腺素（PGE1，PGE2，PGF2），前列环素（PGI2）或血栓素（TXA2））和脂氧合酶途径（产生白三烯（LTB4，LTC4，LTD4，LTE4））。nA型变种的产气荚膜梭菌会产生α-毒素。这种毒素具有磷脂酶C活性，并能引起溶血和皮肤坏死，乃至致死。在高浓度下α-毒素诱导磷脂酰胆碱和鞘磷脂大量降解，分别产生二酰基甘油和神经酰胺。然后这些分子参与信号转导途径，据报道，毒素在分离的大鼠主动脉中能激活花生四烯酸级联反应，毒素诱导的收缩与花生四烯酸产生血栓烷A2有关。因此，细菌PLC很可能和真核细胞膜中内源PLC具有相同的作用。