πηγή
Η λιπάση βρίσκεται ευρέως σε ζώα, φυτά και μικροοργανισμούς. Τα φυτά που περιέχουν περισσότερη λιπάση είναι οι σπόροι ελαιουργικών καλλιεργειών, όπως οι σπόροι καστορέλαιου και η ελαιοκράμβη. Όταν οι ελαιούχοι σπόροι βλασταίνουν, η λιπάση μπορεί να λειτουργήσει σε συνδυασμό με άλλα ένζυμα για να καταλύσει την αποσύνθεση των ελαίων και των λιπών για την παραγωγή σακχάρων, παρέχοντας στους σπόρους την ικανότητα να ριζώνουν. Θρεπτικά συστατικά και ενέργεια απαραίτητα για τη βλάστηση. το πάγκρεας και ο λιπώδης ιστός των ανώτερων ζώων περιέχουν περισσότερη λιπάση στο σώμα του ζώου. Υπάρχει μια μικρή ποσότητα λιπάσης στον εντερικό χυμό, η οποία χρησιμοποιείται για να συμπληρώσει την έλλειψη πέψης λίπους από την παγκρεατική λιπάση. Σε σαρκοφάγα ζώα Ο γαστρικός χυμός περιέχει μικρή ποσότητα βουτυρινάσης. Στα ζώα, διάφοροι τύποι λιπασών ελέγχουν διαδικασίες όπως η πέψη, η απορρόφηση, η ανακατασκευή λίπους και ο μεταβολισμός των λιποπρωτεϊνών. Οι λιπάσες είναι πιο άφθονες σε βακτήρια, μύκητες και ζυμομύκητες (Pandey et al.). Δεδομένου ότι υπάρχουν πολλοί τύποι μικροοργανισμών, αναπαράγονται γρήγορα και είναι επιρρεπείς σε γενετικές παραλλαγές, έχουν μεγαλύτερο εύρος pH, εύρος θερμοκρασίας και ειδικότητα υποστρώματος από τα ζώα και τα φυτά, και οι λιπάσες που προέρχονται από μικροοργανισμούς είναι γενικά εκκρινόμενα εξωκυτταρικά ένζυμα. Οι κύριοι μικροοργανισμοί ζύμωσης είναι οι Aspergillus niger, Candida κ.λπ. Είναι κατάλληλος για βιομηχανική παραγωγή μεγάλης κλίμακας και λήψη δειγμάτων υψηλής καθαρότητας. Επομένως, η μικροβιακή λιπάση είναι μια σημαντική πηγή βιομηχανικής λιπάσης. Γενικά, οι ιδιότητες της λιπάσης από διαφορετικές πηγές είναι διαφορετικές και έχει επίσης μεγάλη σημασία στη θεωρητική έρευνα.
φύση
Η λιπάση είναι ένας τύπος ενζύμου με ποικίλες καταλυτικές ικανότητες. Μπορεί να καταλύσει την υδρόλυση, την αλκοόλυση, την εστεροποίηση, την μετεστεροποίηση και την αντίστροφη σύνθεση των τριακυλογλυκεριδίων και άλλων αδιάλυτων στο νερό εστέρων. Επιπλέον, εμφανίζει επίσης άλλες ενζυμικές δραστηριότητες, όπως φωσφολιπάση, λυσοφωσφολιπάση, εστεράση χοληστερόλης, δραστικότητα υδρολάσης ακυλοπεπτιδίου, κ.λπ. (Hara, Schmid). Οι διαφορετικές δραστηριότητες της λιπάσης εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά του συστήματος αντίδρασης, όπως η προώθηση της υδρόλυσης εστέρα στη διεπιφάνεια λαδιού-νερού, ενώ η ενζυματική σύνθεση και η μετεστεροποίηση μπορούν να επιτευχθούν στην οργανική φάση.
Η έρευνα για τις ιδιότητες της λιπάσης περιλαμβάνει κυρίως πτυχές όπως η βέλτιστη θερμοκρασία και pH, η θερμοκρασία και η σταθερότητα του pH, η ειδικότητα του υποστρώματος κ.λπ. Μέχρι σήμερα, ένας μεγάλος αριθμός μικροβιακών λιπασών έχει απομονωθεί, καθαριστεί και οι ιδιότητές τους έχουν μελετηθεί διαφέρουν ως προς το μοριακό βάρος, το βέλτιστο pH, τη βέλτιστη θερμοκρασία, το pH και τη θερμική σταθερότητα, το ισοηλεκτρικό σημείο και άλλες βιοχημικές ιδιότητες (Veeraragavan et al.). Γενικά, οι μικροβιακές λιπάσες έχουν μεγαλύτερο pH λειτουργίας και εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας από τις ζωικές και φυτικές λιπάσες, υψηλή σταθερότητα και δραστικότητα και είναι ειδικές για τα υποστρώματα (Schmid et al., Kazlauskas et al.).
Το καταλυτικό χαρακτηριστικό της λιπάσης είναι ότι η καταλυτική της δράση είναι μεγαλύτερη στη διεπιφάνεια λαδιού-νερού. Οι Sarda και Desnnelv ανακάλυψαν αυτό το φαινόμενο ήδη από το 1958. Τα υδατοδιαλυτά ένζυμα δρουν σε αδιάλυτα στο νερό υποστρώματα και η αντίδραση λαμβάνει χώρα στη διεπιφάνεια δύο τελείως διαφορετικών φάσεων που διαχωρίζονται η μία από την άλλη. Αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό που διακρίνει τη λιπάση από την εστεράση. Το υπόστρωμα της εστεράσης (E C3.1.1.1) είναι υδατοδιαλυτό και το βέλτιστο υπόστρωμα είναι εστέρες που σχηματίζονται από λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας (Μικρότερο ή ίσο με C8).
Η λιπάση είναι ένα από τα σημαντικά βιομηχανικά παρασκευάσματα ενζύμων. Μπορεί να καταλύσει τη λιπόλυση, τη μετεστεροποίηση, τη σύνθεση εστέρα και άλλες αντιδράσεις και χρησιμοποιείται ευρέως στην επεξεργασία λαδιών, στα τρόφιμα, στην ιατρική, στις καθημερινές χημικές και άλλες βιομηχανίες. Οι λιπάσες από διαφορετικές πηγές έχουν διαφορετικά καταλυτικά χαρακτηριστικά και καταλυτικές δράσεις. Μεταξύ αυτών, η μεγάλης κλίμακας παραγωγή λιπασών με λειτουργίες μετεστεροποίησης ή εστεροποίησης για σύνθεση οργανικής φάσης έχει μεγάλη σημασία για την ενζυματική σύνθεση λεπτών χημικών και χειρόμορφων ενώσεων.
Η λιπάση είναι μια ειδική υδρολάση εστερικών δεσμών που δρα στους εστερικούς δεσμούς των τριγλυκεριδίων για την αποικοδόμηση των τριγλυκεριδίων σε διγλυκερίδια, μονογλυκερίδια, γλυκερίνη και λιπαρά οξέα.
Ένα ένζυμο είναι μια ενεργή πρωτεΐνη. Επομένως, όλοι οι παράγοντες που επηρεάζουν τη δραστηριότητα των πρωτεϊνών επηρεάζουν τη δραστηριότητα των ενζύμων. Η δραστηριότητα των ενζύμων που αλληλεπιδρούν με τα υποστρώματα επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η τιμή του pH, η συγκέντρωση ενζυμικού διαλύματος, η συγκέντρωση του υποστρώματος, οι ενεργοποιητές ή αναστολείς ενζύμων κ.λπ.
Η λιπάση είναι ευρέως κατανεμημένη μεταξύ των μικροοργανισμών και τα βακτήρια που την παράγουν είναι κυρίως μούχλα και βακτήρια. Υπάρχουν 33 δημοσιευμένες λιπάσες από διαφορετικές πηγές κατάλληλες για επεξεργασία τριγλυκεριδίων, 18 από τις οποίες προέρχονται από μούχλα και 7 από βακτήρια.
Η λιπάση μπορεί να υδρολύσει γλυκερίδια (έλαιο, λίπος) και να απελευθερώσει λιπαρά οξέα, διγλυκερίδια, μονογλυκερίδια και γλυκερίνη σε διαφορετικά στάδια. Τα λιπαρά οξέα που παράγονται από την υδρόλυση μπορούν να τιτλοποιηθούν με ένα πρότυπο διάλυμα αλκαλίου και η τιμή του τίτλου αντιπροσωπεύει τη δραστηριότητα του ενζύμου.
Καταλυτικός μηχανισμός λιπάσης
Η λιπάση έχει συγγένεια με τη διεπιφάνεια λαδιού-νερού και μπορεί να καταλύσει την υδρόλυση αδιάλυτων στο νερό λιπιδικών ουσιών με υψηλό ρυθμό στη διεπιφάνεια λαδιού-νερού. Η λιπάση δρα στο στρώμα υδρόφιλης-υδρόφοβης διεπαφής του συστήματος, το οποίο είναι επίσης διαφορετικό από το χαρακτηριστικό της εστεράσης.
Οι λιπάσες από διαφορετικές πηγές μπορεί να έχουν μεγάλες διαφορές στις αλληλουχίες αμινοξέων, αλλά οι τριτοταγείς δομές τους είναι πολύ παρόμοιες. Τα υπολείμματα της ενεργού θέσης της λιπάσης αποτελούνται από σερίνη, ασπαρτικό οξύ και ιστιδίνη και ανήκουν στην κατηγορία πρωτεάσης σερίνης. Η καταλυτική θέση της λιπάσης είναι θαμμένη στο μόριο και η επιφάνειά της καλύπτεται από μια σπειροειδή δομή που μοιάζει με καπάκι που σχηματίζεται από σχετικά υδρόφοβα υπολείμματα αμινοξέων (γνωστά και ως «καπάκι»), η οποία προστατεύει την τριπλή καταλυτική θέση. Η αμφιπαθητική φύση της -έλικας στο "καπάκι" θα επηρεάσει την ικανότητα δέσμευσης της λιπάσης στο υπόστρωμα στη διεπιφάνεια λαδιού-νερού και η εξασθενημένη αμφιπάθεια της θα οδηγήσει σε μείωση της δραστηριότητας της λιπάσης. Η εξωτερική επιφάνεια του «καπακιού» είναι σχετικά υδρόφιλη, ενώ η εσωτερική, όψη επιφάνεια είναι σχετικά υδρόφοβη. Λόγω της συσχέτισης μεταξύ της λιπάσης και της διεπαφής λαδιού-νερού, το «καπάκι» ανοίγει και εκτίθεται η ενεργή θέση, γεγονός που ενισχύει την ικανότητα δέσμευσης του υποστρώματος στη λιπάση. Το υπόστρωμα μπορεί εύκολα να εισέλθει στο υδρόφοβο κανάλι και να συνδυαστεί με τη δραστική θέση για να σχηματίσει σύμπλεγμα ενζύμου-υποστρώματος. Το φαινόμενο της διεπιφανειακής ενεργοποίησης μπορεί να αυξήσει την υδροφοβία κοντά στην καταλυτική θέση, προκαλώντας την επαναπροσανατολισμό της έλικας, εκθέτοντας έτσι την καταλυτική θέση. Η παρουσία της διεπαφής μπορεί επίσης να επιτρέψει στο ένζυμο να σχηματίσει ένα ατελές στρώμα ενυδάτωσης, το οποίο είναι ευεργετικό για τον αλειφατικό σχηματισμό υδρόφοβων υποστρωμάτων. Οι πλευρικές αλυσίδες διπλώνουν στην επιφάνεια του μορίου του ενζύμου, κάνοντας την ενζυμική κατάλυση ευκολότερη.
Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα, επικοινωνήστεsales@sxytbio.com,Κάντε κλικ εδώ για να επικοινωνήσετε μαζί μας online
