источник
Липаза широко распространена у животных, растений и микроорганизмов. Растения, которые содержат больше липазы, — это семена масличных культур, такие как семена клещевины и рапса. Когда семена масличных культур прорастают, липаза может работать совместно с другими ферментами, катализируя разложение масел и жиров для производства сахаров, обеспечивая семенам возможность укореняться. Питательные вещества и энергия, необходимые для прорастания; поджелудочная железа и жировая ткань высших животных содержат больше липазы в организме животных. Небольшое количество липазы содержится в кишечном соке, который используется для восполнения недостатка переваривания жиров панкреатической липазой. У плотоядных животных желудочный сок содержит небольшое количество бутириназы. У животных различные типы липаз контролируют такие процессы, как пищеварение, всасывание, восстановление жира и метаболизм липопротеинов; липазы более распространены у бактерий, грибов и дрожжей (Pandey et al.). Поскольку существует множество типов микроорганизмов, они быстро размножаются и склонны к генетической изменчивости, у них более широкий диапазон pH, температурный диапазон и субстратная специфичность, чем у животных и растений, а липазы, полученные из микроорганизмов, как правило, являются секретируемыми внеклеточными ферментами. Основными ферментативными микроорганизмами являются Aspergillus niger, Candida и т. д. Подходит для промышленного крупномасштабного производства и получения образцов высокой чистоты. Поэтому микробная липаза является важным источником промышленной липазы. Как правило, свойства липазы из разных источников различны, и это также имеет большое значение в теоретических исследованиях.
природа
Липаза — это тип фермента с различными каталитическими способностями. Она может катализировать гидролиз, алкоголиз, этерификацию, переэтерификацию и обратный синтез триацилглицеридов и других нерастворимых в воде эфиров. Кроме того, она также проявляет другие ферментативные активности, такие как фосфолипаза, лизофосфолипаза, холестеринэстераза, ацилпептидгидролазная активность и т. д. (Hara; Schmid). Различные активности липазы зависят от характеристик реакционной системы, таких как содействие гидролизу эфира на границе раздела масло-вода, в то время как ферментативный синтез и переэтерификация могут быть достигнуты в органической фазе.
Исследования свойств липазы в основном включают такие аспекты, как оптимальная температура и pH, стабильность температуры и pH, субстратная специфичность и т. д. На сегодняшний день было выделено, очищено большое количество микробных липаз и изучены их свойства, и они различаются по молекулярной массе, оптимальному pH, оптимальной температуре, pH и термической стабильности, изоэлектрической точке и другим биохимическим свойствам (Veeraragavan et al.). В целом микробные липазы имеют более широкий рабочий диапазон pH и рабочей температуры, чем животные и растительные липазы, высокую стабильность и активность и специфичны к субстратам (Schmid et al.; Kazlauskas et al.).
Каталитическая характеристика липазы заключается в том, что ее каталитическая активность наибольшая на границе раздела масло-вода. Сарда и Десннелв открыли это явление еще в 1958 году. Водорастворимые ферменты действуют на нерастворимые в воде субстраты, и реакция происходит на границе двух совершенно разных фаз, которые отделены друг от друга. Это характеристика, которая отличает липазу от эстеразы. Субстрат эстеразы (E C3.1.1.1) водорастворим, и его оптимальным субстратом являются эфиры, образованные из короткоцепочечных жирных кислот (меньше или равно C8).
Липаза является одним из важных промышленных ферментных препаратов. Она может катализировать липолиз, переэтерификацию, синтез эфиров и другие реакции и широко используется в нефтеперерабатывающей, пищевой, медицинской, бытовой химической и других отраслях промышленности. Липазы из разных источников имеют разные каталитические характеристики и каталитическую активность. Среди них крупномасштабное производство липаз с функциями переэтерификации или этерификации для синтеза органической фазы имеет большое значение для ферментативного синтеза тонких химикатов и хиральных соединений.
Липаза — это особая гидролаза эфирных связей, которая воздействует на эфирные связи триглицеридов, расщепляя триглицериды на диглицериды, моноглицериды, глицерин и жирные кислоты.
Фермент — это активный белок. Поэтому все факторы, влияющие на активность белка, влияют на активность фермента. На активность ферментов, взаимодействующих с субстратами, влияют многие факторы, такие как температура, значение pH, концентрация раствора фермента, концентрация субстрата, активаторы или ингибиторы фермента и т. д.
Липаза широко распространена среди микроорганизмов, а ее продуцирующие бактерии — это в основном плесень и бактерии. Существует 33 опубликованных липазы из разных источников, подходящих для переработки триглицеридов, 18 из которых получены из плесень и 7 — из бактерий.
Липаза может гидролизовать глицериды (масло, жир) и высвобождать жирные кислоты, диглицериды, моноглицериды и глицерин на разных стадиях. Жирные кислоты, образующиеся при гидролизе, можно титровать стандартным щелочным раствором, а значение титра представляет собой активность фермента.
Механизм каталитического действия липазы
Липаза имеет сродство к границе раздела масло-вода и может катализировать гидролиз водонерастворимых липидных веществ с высокой скоростью на границе раздела масло-вода; липаза действует на гидрофильно-гидрофобный интерфейсный слой системы, что также отличается от эстеразы своей характеристикой.
Липазы из разных источников могут иметь большие различия в аминокислотных последовательностях, но их третичные структуры очень похожи. Остатки активного центра липазы состоят из серина, аспарагиновой кислоты и гистидина, и они относятся к классу сериновых протеаз. Каталитический центр липазы скрыт в молекуле, а его поверхность покрыта спиральной колпачковой структурой, образованной относительно гидрофобными аминокислотными остатками (также известной как «крышка»), которая защищает триплетный каталитический центр. Амфипатическая природа -спирали в «крышке» повлияет на способность липазы связываться с субстратом на границе раздела масло-вода, а ее ослабленная амфипатичность приведет к снижению активности липазы. Внешняя поверхность «крышки» относительно гидрофильна, в то время как внутренняя, обращенная поверхность относительно гидрофобна. Благодаря ассоциации между липазой и интерфейсом масло-вода, «крышка» открывается, и активный центр обнажается, что усиливает связывающую способность субстрата с липазой. Субстрат может легко войти в гидрофобный канал и объединиться с активным центром, образуя комплекс фермент-субстрат. Явление активации интерфейса может увеличить гидрофобность вблизи каталитического центра, заставляя -спираль переориентироваться, тем самым обнажая каталитический центр; наличие интерфейса также может позволить ферменту образовать неполный гидратационный слой, что полезно для алифатического образования гидрофобных субстратов. Боковые цепи сворачиваются на поверхности молекулы фермента, облегчая протекание ферментативного катализа.
Если вы хотите узнать больше, пожалуйста, свяжитесь с намиsales@sxytbio.com,Нажмите здесь, чтобы связаться с нами онлайн
