LIPAASI: OMINAISUUDET, RAKENNE, TYYPIT, TOIMINNOT - BIOLOGIA - 2026

Lipaasit muodostavat suuren perheen entsyymejä, jotka kykenevät katalysoimaan esterin hydrolyysi joukkovelkakirjojen esittää substraatteja, kuten triglyseridit, fosfolipidit, kolesteroliesterit ja joitakin vitamiineja.

Niitä on läsnä käytännössä kaikissa elämän valtakunnissa, sekä mikro-organismeissa, kuten bakteereissa ja hiivoissa, samoin kuin kasveissa ja eläimissä; jokaisessa organismityypissä näillä entsyymeillä on erityisiä ominaisuuksia ja ominaisuuksia, jotka erottavat ne toisistaan.

Graafinen esitys lipaasin molekyylirakenteesta (Lähde: Jawahar Swaminathan ja MSD: n henkilökunta Euroopan bioinformatiikan instituutissa Wikimedia Commonsin kautta)

Luokittelutyypistä riippuen voidaan tehdä ero "todellisten" lipaasien, tunnetaan myös nimellä triasyyliglyserolilipaasit, ja muiden entsyymien, joilla on samanlainen lipolyyttinen aktiivisuus, kuten fosfolipaasien, steroliesteraasien ja retinyyli-palmuitaattiesteraasien välillä.

Ensimmäinen julkaistu raportti lipaasientsyymin sekvenssistä oli De Caro et al., Vuonna 1981, joka tutki haiman triasyyliglyserolilipaasia sioista. Myöhemmät tutkimukset osoittivat monien muiden systeemisten lipaasien olemassaolon elävissä organismeissa.

Tärkeimmät eläinten lipaasit ovat haiman ja maksan tuottamat ruuansulatuslipaasit, jotka osallistuvat säännöllisesti ruokavaliossa käytettyjen rasvojen metaboliaan, ja siksi niillä on tärkeitä fysiologisia vaikutuksia eri näkökulmista.

Tällä hetkellä näitä entsyymejä ei tutkita vain kliinisiin ja / tai metabolisiin tarkoituksiin, vaan niitä tuotetaan myös teollisesti kaupallisiin tarkoituksiin elintarvikkeiden ja muiden tuotteiden prosessoimiseksi, ja niitä voidaan saada viljelemällä erityisiä mikro-organismeja.

ominaisuudet

Lipaasit ovat vesiliukoisia proteiineja ja katalysoivat hydrolyyttisiä reaktioita liukenemattomissa substraateissa. Niitä löytyy luonnossa tasapainosta aktiivisen muodon ja inaktiivisen muodon välillä, ja aktivointi tai inaktivointi riippuu erilaisista solun sisäisistä tekijöistä.

Ne kuuluvat hydrolaasientsyymien superperheeseen, jolla on α / β-taitokset, jolloin luokitellaan myös esteraaseja, tioesteraaseja, joitain proteaaseja ja peroksidaaseja, dehalogenaaseja ja muita solunsisäisiä hydrolaaseja.

Lipaaseja koodaavat geenit, jotka kuuluvat perheeseen, joka sisältää geenit, jotka koodaavat haiman lipaasia, maksan lipaasia, lipoproteiinilipaasia, endoteelilipaasia ja fosfatidyyliseriinifosfolipaasi A1: tä.

Katalyyttinen mekanismi

Jotkut kirjoittajat ehdottavat, että näiden entsyymien katalyyttimuoto on samanlainen kuin seriiniproteaasien, mikä liittyy kolmen erityisen aminohappotähteen läsnäoloon aktiivisessa kohdassa.

Hydrolysointimekanismiin sisältyy entsyymi-substraattikompleksin (lipaasi: triglyseridi) muodostuminen, myöhemmin hemiasetaalivälituotteen muodostuminen ja sitten diasyyliglyseridin ja rasvahapon vapautuminen.

Viimeinen hydrolysointivaihe, rasvahapon vapautuminen aktiivisesta kohdasta, tapahtuu "katapultti" -mallissa tunnetun mallin mukaan, mikä tarkoittaa, että pilkkomisen tai esterisidoksen hajoamisen jälkeen rasvahappo työntyy nopeasti paikasta. katalyyttinen.

Alustan spesifisyys

Lipaasit voivat olla spesifisiä ja erottaa substraatit, kuten triglyseridit, diasyyliglyseridit, monoglyseridit ja fosfolipidit. Jotkut ovat erityisiä rasvahappojen suhteen, toisin sanoen niiden pituuden, kylläisyyden asteen jne. Suhteen.

Ne voivat olla selektiivisiä myös sen alueen suhteen, jolla ne katalysoivat hydrolyysiä, tämä tarkoittaa, että niillä voi olla paikallinen spesifisyys suhteessa kohtaan, johon rasvahappomolekyylit sitoutuvat glyserolirunkoon (missä tahansa kolmesta hiilestä).

Rakenne

Kuten muut entsyymiperheen jäsenet, joihin he kuuluvat, lipaaseille on luonteenomaista topologia, joka koostuu a-heelikkeistä ja P-taitettuista levyistä. Näiden entsyymien katalyyttinen kohta koostuu yleensä aminohappojen triadista: seriini, asparagiini- tai glutamiinihappo ja histidiini.

Suurin osa lipaaseista on glykoproteiineja, joiden hiilihydraattiosuuden koosta riippuen molekyylipaino on välillä 50 - 70 kDa.

Ihmisen haiman lipaasi

Sillä on 449 aminohappotähdettä ja kaksi erillistä domeenia: yksi N-terminaali, josta löytyy katalyyttinen kohta ja tyypillinen hydrolaasien taite (α / β), ja toinen C-terminaali, kooltaan pienempi ja pidetty "apuaineena", joiden rakenne nimeltään "p-sandwich".

Sen molekyylipaino on välillä 45 - 53 kDa ja katalyyttinen aktiivisuus on korkeampi lämpötiloissa lähellä 37 ° C ja pH: ssa välillä 6-10.

ominaisuudet

Esimerkiksi lipaaseilla on jonkin verran erilaisia ​​fysiologisia toimintoja riippuen elimestä, josta niitä löytyy nisäkkäistä.

Kuten mainittiin, haimassa, maksassa, munasarjoissa ja lisämunuaisissa (munuaisissa) ja endoteelikudoksissa on erityisiä lipaaseja.

Maksan lipaasit vastaavat lipoproteiinihiukkasten metaboliasta, joka on lipidien ja proteiinien muodostamia komplekseja, jotka toimivat pääasiassa triglyseridien ja kolesterolin kuljetuksessa elinten ja kudosten välillä.

Erityisesti lipaasit osallistuvat rasvahappojen hydrolyysiin tai vapautumiseen lipoproteiinien sisältämistä triglyseridimolekyyleistä. Tämä on välttämätöntä energian uuttamiseksi näistä molekyyleistä tai niiden kierrättämiseksi käyttämällä niitä esiasteina muiden yhdisteiden synteesissä.

Endoteelilipaaseja esiintyy maksassa, keuhkoissa, kilpirauhasessa ja lisääntymiselimissä, ja niiden geenien ilmentymistä säätelevät erilaiset sytokiinit. Nämä entsyymit osallistuvat myös lipoproteiinien metaboliaan.

Teolliset toiminnot

Maitotuotteiden tuotantoteollisuudessa lipaasien käyttö on yleistä maidossa olevien rasvojen hydrolysoimisessa, jolla on suora vaikutus juuston, voiteen ja muiden maitotuotteiden maun "lisääntymiseen".

Niitä käytetään myös muiden elintarvikkeiden valmistuksessa, etenkin käymisen aikana, joidenkin teollisesti valmistettujen ruokien maun ja "sulavuuden" parantamiseksi.

Mikrobistä peräisin olevien lipaasien käyttö on kaukana elintarviketeollisuudesta pesuaineiden ja yleisten puhdistusaineiden valmistuksessa, mikä vähentää haitallisia ympäristövaikutuksia, jotka johtuvat tavanomaisissa puhdistusaineissa esiintyvästä valtavasta kemiallisesta kuormituksesta.

Viitteet

1. Lowe, ME (2002). Haiman triglyseridilipaasit. Journal of Lipid Research, 43, 2007–2016.
2. Mead, JR, Irvine, SA, ja Ramji, DP (2002). Lipoproteiinilipaasi: rakenne, toiminta, säätely ja rooli sairaudessa. J. Mol. Med., 80, 753 - 769.
3. Perret, B., Mabile, L., Martinez, L., Tercé, F., Barbaras, R., & Collet, X. (2002). Maksan lipaasi: rakenteen ja toiminnan suhde, synteesi ja säätely. Journal of Lipid Research, 43, 1163 - 1169.
4. Santamarina-fojo, S., González-navarro, H., Freeman, L., Wagner, E., Santamarina-fojo, S., Gonza, H.,… Nong, Z. (2004). Maksan lipaasi, lipoproteiinien metabolia ja aterogeneesi. Arterioskleroosi, tromboosi ja verisuonibiologia, 24, 1750–1754.
5. Taylor, P., Kurtovic, I., Marshall, SN, Zhao, X., Simpson, BK, Kurtovic, I.,… Zhao, XIN (2012). Lipaasit nisäkkäistä ja kaloista. Arvostelut kalastustieteessä, 29, 37–41.