źródło
Lipaza jest szeroko obecna u zwierząt, roślin i mikroorganizmów. Rośliny zawierające więcej lipazy to nasiona roślin oleistych, takich jak nasiona rącznika i rzepaku. Kiedy nasiona oleiste kiełkują, lipaza może działać w połączeniu z innymi enzymami, aby katalizować rozkład olejów i tłuszczów w celu wytworzenia cukrów, zapewniając nasionom zdolność do zakorzenienia się. Składniki odżywcze i energia niezbędne do kiełkowania; trzustka i tkanka tłuszczowa wyższych zwierząt zawierają więcej lipazy w ciele zwierzęcia. W soku jelitowym znajduje się niewielka ilość lipazy, która jest wykorzystywana do uzupełniania braku trawienia tłuszczu przez lipazę trzustkową. U zwierząt mięsożernych Sok żołądkowy zawiera niewielką ilość butyrynazy. U zwierząt różne rodzaje lipaz kontrolują procesy, takie jak trawienie, wchłanianie, odbudowa tłuszczu i metabolizm lipoprotein; lipazy są bardziej obfite u bakterii, grzybów i drożdży (Pandey i in.). Ponieważ istnieje wiele rodzajów mikroorganizmów, rozmnażają się one szybko i są podatne na zmienność genetyczną, mają szerszy zakres pH, zakres temperatur i specyficzność substratu niż zwierzęta i rośliny, a lipazy pochodzące z mikroorganizmów są na ogół wydzielanymi enzymami pozakomórkowymi. Głównymi mikroorganizmami fermentacyjnymi są Aspergillus niger, Candida itp. Nadaje się do przemysłowej produkcji na dużą skalę i uzyskiwania próbek o wysokiej czystości. Dlatego lipaza mikrobiologiczna jest ważnym źródłem lipazy przemysłowej. Ogólnie rzecz biorąc, właściwości lipazy z różnych źródeł są różne i ma to również duże znaczenie w badaniach teoretycznych.
Natura
Lipaza to rodzaj enzymu o różnorodnych zdolnościach katalitycznych. Może katalizować hydrolizę, alkoholizę, estryfikację, transestryfikację i odwrotną syntezę triacyloglicerydów i innych nierozpuszczalnych w wodzie estrów. Ponadto wykazuje również inne aktywności enzymatyczne, takie jak fosfolipaza, lizofosfolipaza, esteraza cholesterolu, aktywność hydrolazy acylopeptydowej itp. (Hara; Schmid). Różne aktywności lipazy zależą od charakterystyki układu reakcji, takiej jak promowanie hydrolizy estrów na granicy olej-woda, podczas gdy synteza enzymatyczna i transestryfikacja mogą być osiągnięte w fazie organicznej.
Badania nad właściwościami lipazy obejmują głównie takie aspekty, jak optymalna temperatura i pH, stabilność temperatury i pH, specyficzność substratu itp. Do tej pory wyizolowano, oczyszczono i zbadano dużą liczbę lipaz bakteryjnych, które różnią się masą cząsteczkową, optymalnym pH, optymalną temperaturą, pH i stabilnością termiczną, punktem izoelektrycznym i innymi właściwościami biochemicznymi (Veeraragavan i in.). Ogólnie rzecz biorąc, lipazy bakteryjne mają szerszy zakres pH i temperatury roboczej niż lipazy zwierzęce i roślinne, wysoką stabilność i aktywność oraz są specyficzne dla substratów (Schmid i in.; Kazlauskas i in.).
Katalityczną cechą lipazy jest to, że jej aktywność katalityczna jest największa na granicy faz olej-woda. Sarda i Desnnelv odkryli to zjawisko już w 1958 roku. Enzymy rozpuszczalne w wodzie działają na substraty nierozpuszczalne w wodzie, a reakcja zachodzi na granicy faz dwóch całkowicie różnych faz, które są od siebie oddzielone. Jest to cecha, która odróżnia lipazę od esterazy. Substrat esterazy (E C3.1.1.1) jest rozpuszczalny w wodzie, a jego optymalnym substratem są estry utworzone z krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (mniej niż lub równo C8).
Lipaza jest jednym z ważnych przemysłowych preparatów enzymatycznych. Może katalizować lipolizę, transestryfikację, syntezę estrów i inne reakcje i jest szeroko stosowana w przetwórstwie ropy naftowej, przemyśle spożywczym, medycynie, chemii codziennej i innych gałęziach przemysłu. Lipazy z różnych źródeł mają różne właściwości katalityczne i aktywności katalityczne. Spośród nich, produkcja lipaz na dużą skalę z funkcjami transestryfikacji lub estryfikacji do syntezy fazy organicznej ma ogromne znaczenie dla enzymatycznej syntezy drobnych chemikaliów i związków chiralnych.
Lipaza to specjalna hydrolaza wiązań estrowych, która działa na wiązania estrowe triglicerydów, powodując ich rozkład do diglicerydów, monoglicerydów, glicerolu i kwasów tłuszczowych.
Enzym jest aktywnym białkiem. Dlatego wszystkie czynniki wpływające na aktywność białka wpływają na aktywność enzymu. Aktywność enzymów oddziałujących z substratami jest zależna od wielu czynników, takich jak temperatura, wartość pH, stężenie roztworu enzymu, stężenie substratu, aktywatory lub inhibitory enzymu itp.
Lipaza jest szeroko rozpowszechniona wśród mikroorganizmów, a bakterie ją wytwarzające to głównie pleśnie i bakterie. Istnieje 33 opublikowanych lipaz z różnych źródeł nadających się do przetwarzania triglicerydów, z czego 18 pochodzi z pleśni, a 7 z bakterii.
Lipaza może hydrolizować glicerydy (olej, tłuszcz) i uwalniać kwasy tłuszczowe, diglicerydy, monoglicerydy i glicerol na różnych etapach. Kwasy tłuszczowe wytworzone przez hydrolizę można miareczkować standardowym roztworem alkalicznym, a wartość miana przedstawia aktywność enzymu.
Mechanizm katalityczny lipazy
Lipaza ma powinowactwo do granicy faz olej-woda i może katalizować hydrolizę nierozpuszczalnych w wodzie substancji lipidowych z dużą szybkością na granicy faz olej-woda; lipaza działa na warstwę hydrofilowo-hydrofobową układu, co również różni się od charakterystyki esterazy a.
Lipazy z różnych źródeł mogą mieć duże różnice w sekwencjach aminokwasowych, ale ich struktury trzeciorzędowe są bardzo podobne. Reszty miejsc aktywnych lipazy składają się z seryny, kwasu asparaginowego i histydyny i należą do klasy proteaz serynowych. Miejsce katalityczne lipazy jest ukryte w cząsteczce, a jego powierzchnia jest pokryta spiralną strukturą przypominającą czapeczkę utworzoną przez względnie hydrofobowe reszty aminokwasowe (znaną również jako „pokrywka”), która chroni tripletowe miejsce katalityczne. Amfipatyczna natura -helisy w „pokrywce” wpłynie na zdolność wiązania lipazy do substratu na granicy faz olej-woda, a jej osłabiona amfipatyczność doprowadzi do zmniejszenia aktywności lipazy. Zewnętrzna powierzchnia „pokrywki” jest względnie hydrofilowa, podczas gdy wewnętrzna, skierowana ku niej powierzchnia jest względnie hydrofobowa. Ze względu na związek między lipazą a granicą faz olej-woda, „pokrywka” otwiera się, a miejsce aktywne zostaje odsłonięte, co zwiększa zdolność wiązania substratu z lipazą. Substrat może łatwo wejść do kanału hydrofobowego i połączyć się z miejscem aktywnym, tworząc kompleks enzym-substrat. Zjawisko aktywacji międzyfazowej może zwiększyć hydrofobowość w pobliżu miejsca katalitycznego, powodując zmianę orientacji helisy -, odsłaniając w ten sposób miejsce katalityczne; obecność interfejsu może również umożliwić enzymowi utworzenie niepełnej warstwy hydratacyjnej, co jest korzystne dla alifatycznego tworzenia hydrofobowych substratów. Łańcuchy boczne składają się na powierzchnię cząsteczki enzymu, ułatwiając przebieg katalizy enzymatycznej.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, skontaktuj się z namisales@sxytbio.com,Kliknij tutaj, aby skontaktować się z nami online
