Lipases מהווים משפחה גדולה של אנזימים המסוגלים מזרזות הידרוליזה של אג"ח אסתר להציג מצעים כגון טריגליצרידים, פוספוליפידים, אסטרים כולסטרול וכמה ויטמינים.
הם קיימים כמעט בכל ממלכות החיים, הן במיקרואורגניזמים כמו חיידקים ושמרים, כמו גם בצמחים ובעלי חיים; בכל סוג של אורגניזם לאנזימים אלו יש תכונות ותכונות מיוחדות המבדילות אותם זה מזה.
ייצוג גרפי של המבנה המולקולרי של ליפאז (מקור: Jawahar Swaminathan וצוות MSD במכון האירופי לביואינפורמטיקה דרך ויקימדיה Commons)
בהתאם לסוג הסיווג, ניתן להבחין בין ליפאזים "אמיתיים", הידועים גם כ- triacylglycerol lipases, לבין אנזימים אחרים בעלי פעילות ליפוליטית דומה כמו phospholipases, sterol esterases ו- retinyl-palmitate esterases.
הדו"ח הראשון שפורסם על רצף האנזים ליפאז היה זה של דה קארו ואח '. בשנת 1981, שחקר טריאציל-גליצרול ליפאז מהבלב. מחקרים מאוחרים יותר הדגימו את קיומם של ליפאזים מערכתיים רבים אחרים באורגניזמים חיים.
הליפאזים החשובים ביותר אצל בעלי חיים הם ליפאזות העיכול המיוצרות על ידי הלבלב והכבד, שמשתתפות במטבוליזם של שומנים הנצרכים בתזונה באופן קבוע, ולכן יש להם השלכות פיזיולוגיות חשובות מנקודות מבט שונות.
נכון לעכשיו אנזימים אלה לא נחקרים רק למטרות קליניות ו / או מטבוליות, אלא הם מיוצרים גם באופן תעשייתי למטרות מסחריות לעיבוד מזון ומוצרים אחרים, וניתן להשיג אותם מגידול של מיקרואורגניזמים מיוחדים.
מאפיינים
ליפאזים הם חלבונים מסיסים במים ומזרזים תגובות הידרוליטיות על מצעים בלתי מסיסים. הם נמצאים בטבע באיזון בין צורתם הפעילה לצורתם הלא פעילה וההפעלה או ההפעלה תלויה בגורמים סלולריים פנימיים שונים.
הם שייכים לסופרפמילי של אנזימים הידרולאזיים עם קפלי α / β, בהם מסווגים גם אסטרזות, תיאוסטרזים, חלק מהפרוטאזים והפרוקסידזות, דהאלוגנזים והידרולאזים תאיים אחרים.
ליפאזים מקודדים על ידי גנים השייכים למשפחה הכוללת גנים המקודדים ליפאז לבלב, ליפאז כבד, ליפופרוטאין ליפאז, ליפאז אנדותל ופוספטידילרין פוספוליפאז A1.
מנגנון קטליטי
ישנם מחברים המציעים כי צורת הקטליזה שיש לאנזימים אלו מקבילה לזו של פרוטאזות סרין, הקשורה לנוכחותן של שלוש שאריות חומצות אמיניות מיוחדות באתר הפעיל.
מנגנון ההידרוליזה כולל היווצרות קומפלקס אנזים-מצע (ליפאז: טריגליצריד), לאחר מכן היווצרות של מתווך המוח -etal ואז שחרור דיאקיל-גליצריד וחומצה שומנית.
השלב האחרון בהידרוליזה, שחרור חומצת השומן מהאתר הפעיל, מתרחש באמצעות תבנית המכונה מודל "מעוט", שמשמע כי לאחר המחשוף או פירוק קשר האסטר, חומצת השומן נפלטת במהירות מהאתר. מְזַרֵז.
ספציפיות של מצע
ליפאזים יכולים להיות ספציפיים ולהבדיל בין מצעים כמו טריגליצרידים, דיאקילגלצרידים, מונוגליצרידים ופוספוליפידים. חלקם ספציפיים מבחינת חומצות שומן, כלומר לגבי אורכם, דרגת הרוויה שלהם וכו '.
הם יכולים להיות סלקטיביים גם מבחינת האזור בו הם מזרזים את ההידרוליזה, פירוש הדבר שיכול להיות להם ספציפיות חיובית לגבי האתר אליו נקשרות מולקולות חומצות השומן לעצם עמוד הגליצרול (בכל אחת משלוש הפחמימות).
מִבְנֶה
בדומה לשאר בני משפחת האנזים שאליהם הם שייכים, ליפאזים מאופיינים בטופולוגיה המורכבת מסדרת α- וסדינים מקופלים β. האתר הקטליטי של אנזימים אלו מורכב בדרך כלל משילוש של חומצות אמינו: חומצה סרינית, אספרטית או גלוטמית והיסטידין.
מרבית הליפזים הם גליקופרוטאינים, אשר בהתאם לגודל החלק של הפחמימות, יש להם בין 50 ל 70 kDa במשקל מולקולרי.
ליפאז אנושי לבלב
יש לו 449 שאריות של חומצות אמינו ושני תחומים נפרדים: אחד- מסוף N, בו נמצא האתר הקטליטי והקפל האופייני של הידרולאזים (α / β), ועוד C- מסוף, קטן יותר בגודלו ונחשב "עזר", עם מבנה הנקרא "כריך β".
משקלו המולקולרי הוא בין 45 ל 53 kDa ופעילותו הקטליטית גבוהה יותר בטמפרטורות הקרובות ל 37 מעלות צלזיוס וב- pH בין 6 ל 10.
מאפיינים
בהתאם לאיבר בו הם נמצאים אצל יונקים, למשל, ליפאזים יש פונקציות פיזיולוגיות שונות במקצת.
כאמור, ישנם ליפאזים ספציפיים בלבלב, בכבד, בשחלות ובבלוטות יותרת הכליה (בכליות) וברקמות האנדותל.
ליפאזות כבד אחראיות למטבוליזם של חלקיקי ליפופרוטאין, שהם קומפלקסים הנוצרים על ידי ליפידים וחלבונים הפועלים בעיקר בהובלת טריגליצרידים וכולסטרול בין איברים ורקמות.
באופן ספציפי, ליפאזים משתתפים בהידרוליזה או בשחרור של חומצות שומן ממולקולות הטריגליצרידים הכלולות בליפופרוטאינים. זה הכרחי כדי לחלץ אנרגיה ממולקולות אלה או למחזר אותן, ומשתמש בהן כמבשרים בסינתזה של תרכובות אחרות.
ליפאזות אנדותליות קיימות בכבד, בריאות, בלוטת התריס ואיברי הרבייה, וביטוי הגנים שלהם מווסת על ידי ציטוקינים שונים. אנזימים אלה מעורבים גם במטבוליזם של ליפופרוטאין.
פונקציות תעשייתיות
בתעשיית ייצור מוצרי החלב, השימוש בליפאזים נפוץ לצורך הידרוליזה של השומנים הקיימים בחלב, שיש לו השפעות ישירות על "שיפור" הטעם בגבינות, בקרמים ובמוצרי חלב אחרים.
הם משמשים גם בייצור מוצרי מזון אחרים, במיוחד במהלך התסיסה, על מנת לשפר את הטעם ואת "העיכול" של כמה מאכלים מוכנים תעשייתיים.
הרחק מתעשיית המזון, השימוש בליפזים ממוצא מיקרוביאלי פופולרי בגיבוש חומרי ניקוי וחומרי ניקוי כלליים, המפחיתים את ההשפעות המזיקות על הסביבה הנגרמת מהעומס הכימי העצום שנמצא במוצרי הניקוי המקובלים.
הפניות
- Lowe, ME (2002). הליפאזים הטריגליצרידים של הלבלב. Journal of Lipid Research, 43, 2007–2016.
- Mead, JR, Irvine, SA, & Ramji, DP (2002). ליפאפרוטאין ליפאז: מבנה, תפקוד, ויסות ותפקיד במחלות. ג. מול. Med., 80, 753–769.
- פררט, ב., מוביל, ל., מרטינז, ל., טרסה, פ., ברבראס, ר. וקולט, אקס. (2002). ליפאז כבד: קשר מבנה / פונקציה, סינתזה, ויסות. Journal of Lipid Research, 43, 1163-1169.
- סנטמרינה-פוג'ו, ס., גונזלס-נבארו, ח., פרימן, ל., וגנר, א., סנטמרינה-פוג'ו, ש., גונזה, ה., … נונג, ז. (2004). ליפאז כבד, מטבוליזם של ליפופרוטאין, ואתרוגנזה. טרשת עורקים, פקקת וביולוגיה של כלי הדם, 24, 1750–1754.
- טיילור, פ., קורטוביץ ', אני, מרשל, ס.נ., זאו, איקס, סימפסון, ב.ק., קורטוביץ', א., … זאו, שין (2012). ליפאזות מיונקים ודגים. ביקורות במדעי הדייג, 29, 37-41.