リソソームホスホリパーゼA2におけるpHプロファイルとアシル鎖選択性の決定因子

リソソームホスホリパーゼA2（LPLA2）は、幅広い基質認識、酸性pHでのピーク活性、および親油性アルコール、特にN-アセチルスフィンゴシンのトランスアシル化によって特徴付けられます。LPLA2の以前の構造解析により、疎水性活性部位の裂け目における非定型酸性残基ASP13の存在が明らかになりました。ASP13は、不飽和アシル鎖に対するLPLA2のpHプロファイルおよび/または基質の好みに寄与したと仮定しました。この仮説をテストするために、ASP13をアラニン、システイン、またはフェニルアラニンに置き換えました。次に、1-O-アシル-N-アセチルスフィンゴシンの形成を監視して、さまざまなグリセロリン脂質のSN-1対SN-2アシル基の加水分解を測定しました。ASP13の置換により、中性pH（7.4）で有意な酵素活性が得られ、単一不飽和アシル鎖の選択性が乱されました。ただし、この位置は、グリセロリン脂質のアシル受容体またはヘッドグループのいずれかを選択する際に明らかな役割を果たしませんでした。私たちのモデリングは、ASP13とその置換がLPLA2のpH活性プロファイルに寄与し、硬いアシル鎖が占める疎水性トラックの一部を形成することによりアシル鎖選択性に寄与することを示しています。

Lysosomal phospholipase A2 (LPLA2) is characterized by broad substrate recognition, peak activity at acidic pH, and the transacylation of lipophilic alcohols, especially N-acetyl-sphingosine. Prior structural analysis of LPLA2 revealed the presence of an atypical acidic residue, Asp13, in the otherwise hydrophobic active site cleft. We hypothesized that Asp13 contributed to the pH profile and/or substrate preference of LPLA2 for unsaturated acyl chains. To test this hypothesis, we substituted Asp13 for alanine, cysteine, or phenylalanine; then, we monitored the formation of 1-O-acyl-N-acetylsphingosine to measure the hydrolysis of sn-1 versus sn-2 acyl groups on a variety of glycerophospholipids. Substitutions with Asp13 yielded significant enzyme activity at neutral pH (7.4) and perturbed the selectivity for mono- and double-unsaturated acyl chains. However, this position played no apparent role in selecting for either the acyl acceptor or the head group of the glycerophospholipid. Our modeling indicates that Asp13 and its substitutions contribute to the pH activity profile of LPLA2 and to acyl chain selectivity by forming part of a hydrophobic track occupied by the scissile acyl chain.