Липаза
В биохимии , липаза ( / ˈl aɪ p eɪ s - payss , ˈl aɪ p eɪ z payz / LY , LY - классу ферментов катализирующих гидролиз жиров к относится ) . Некоторые липазы содержат широкий спектр субстратов, включая , фосфолипиды эфиры холестерина и жирорастворимые витамины . [ 1 ] [ 2 ] и сфингомиелиназы ; [ 3 ] однако их обычно рассматривают отдельно от «обычных» липаз. В отличие от эстераз , которые функционируют в воде, липазы «активируются только при адсорбции на границе раздела масло-вода». [ 4 ] Липазы выполняют важную роль в пищеварении , транспортировке и переработке пищевых липидов у большинства, если не у всех организмов .
Структура и каталитический механизм
[ редактировать ]Классически липазы катализируют гидролиз триглицеридов:
Липазы представляют собой серингидролазы , т.е. они действуют путем переэтерификации, образуя промежуточный ацилсерин. Большинство липаз действуют в определенном положении на глицериновом остове липидного субстрата (А1, А2 или А3). Например, липаза поджелудочной железы человека (HPL), [ 5 ] превращает триглицеридные субстраты, содержащиеся в потребляемых маслах, в моноглицериды и две жирные кислоты .
В природе встречается разнообразный набор генетически различных ферментов липазы, которые представляют собой несколько типов белковых складок и каталитических механизмов. Однако большинство из них построено на складке альфа/бета-гидролазы. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] и используют химотрипсиноподобный механизм гидролиза с использованием каталитической триады , состоящей из серинового нуклеофила , гистидинового основания и кислотного остатка, обычно аспарагиновой кислоты . [ 10 ] [ 11 ]
Физиологическое распределение
[ редактировать ]Липазы участвуют в разнообразных биологических процессах, которые варьируются от рутинного метаболизма пищевых триглицеридов до передачи сигналов клеткам. [ 12 ] и воспаление . [ 13 ] Таким образом, некоторые активности липазы ограничены определенными отсеками внутри клеток , тогда как другие действуют во внеклеточных пространствах.
- В примере с лизосомальной липазой фермент заключен в органелле, называемой лизосомой .
- Другие ферменты липазы, такие как липазы поджелудочной железы , секретируются во внеклеточные пространства, где они служат для переработки пищевых липидов в более простые формы, которые легче усваиваются и транспортируются по организму.
- Грибы и бактерии могут секретировать липазы для облегчения поглощения питательных веществ из внешней среды (или, как в случае с патогенными микробами, для содействия инвазии нового хозяина).
- Некоторые осы и пчелиные яды содержат фосфолипазы , которые усиливают последствия травм и воспалений, вызванных укусом.
- Поскольку биологические мембраны являются неотъемлемой частью живых клеток и в основном состоят из фосфолипидов , липазы играют важную роль в клеточной биологии .
- Malassezia globosa , гриб, который считается причиной перхоти у человека , использует липазу для расщепления кожного сала на олеиновую кислоту и увеличения выработки клеток кожи, вызывая перхоть. [ 14 ]
Гены, кодирующие липазы, присутствуют даже в некоторых вирусах . [ 15 ] [ 16 ]
Некоторые липазы экспрессируются и секретируются патогенными организмами во время инфекции . В частности, Candida albicans содержит множество липаз, что, возможно, отражает широкую липолитическую активность, что может способствовать персистенции и вирулентности C. albicans в тканях человека. [ 17 ]
Человеческие липазы
[ редактировать ]Имя | Ген | Расположение | Описание | Беспорядок |
---|---|---|---|---|
липаза, зависимая от солей желчных кислот | БСДЛ | поджелудочная железа , грудное молоко | способствует перевариванию жиров [ 1 ] | |
панкреатическая липаза | ПНЛИП | пищеварительный сок | Человеческая панкреатическая липаза (HPL) является основным ферментом, расщепляющим пищевые жиры в человека пищеварительной системе . [ 5 ] Чтобы проявить оптимальную ферментативную активность в просвете кишечника, PL необходим другой белок, колипаза , который также секретируется поджелудочной железой. [ 18 ] | |
лизосомальная липаза | ЛИПА | внутреннее пространство органеллы : лизосома | Также называется лизосомальной липазой кислоты (LAL или LIPA) или гидролазой кислого эфира холестерина. | Болезнь накопления эфиров холестерина (БЭХЭ) и болезнь Вольмана вызваны мутациями в гене, кодирующем лизосомальную липазу. [ 19 ] |
печеночная липаза | ЛИПК | эндотелий | Печеночная липаза действует на оставшиеся липиды, переносимые липопротеинами в крови, для регенерации ЛПНП ( липопротеинов низкой плотности ). | – |
липопротеинлипаза | ЛПЛ или «ЛИПД» | эндотелий | Липопротеинлипаза функционирует в крови, воздействуя на триацилглицериды, переносимые ЛПОНП очень низкой плотности ( липопротеинами ), так что клетки могут поглощать освобожденные жирные кислоты . | Дефицит липопротеинлипазы вызван мутациями в гене, кодирующем липопротеинлипазу . [ 20 ] [ 21 ] |
гормоночувствительная липаза | ЛИПА | внутриклеточный | – | – |
желудочная липаза | ЛИПФ | пищеварительный сок | Функционирует у младенца при почти нейтральном pH, помогая перевариванию липидов. | – |
эндотелиальная липаза | ЛИПГ | эндотелий | – | – |
белок 2, родственный панкреатической липазы | PNLIRPP2 или «PLRP2» – | пищеварительный сок | – | – |
белок 1, родственный панкреатической липазы | PNLIRPP1 или «PLRP1» | пищеварительный сок | Белок 1, связанный с панкреатической липазой, очень похож на PLRP2 и PL по аминокислотной последовательности (все три гена, вероятно, возникли в результате дупликации генов одного предкового гена панкреатической липазы). Однако PLRP1 лишен обнаруживаемой липазной активности, и его функция остается неизвестной, даже несмотря на то, что он консервативен у других млекопитающих . [ 22 ] [ 23 ] | - |
лингвальная липаза | ? | слюна | Активен при уровне pH желудка. Оптимальный pH составляет около 3,5-6. Секретируется несколькими слюнными железами ( железами Эбнера на задней части языка ( лингва), подъязычными железами и околоушными железами ). | – |
Другие липазы включают LIPH , LIPI , LIPJ , LIPK , LIPM , LIPN , MGLL , DAGLA , DAGLB и CEL .
Использование
[ редактировать ]В коммерческой сфере липазы широко используются в стиральных порошках. Для этой роли производится несколько тысяч тонн в год. [ 4 ]
Липазы являются катализаторами гидролиза сложных эфиров и полезны вне клетки, что свидетельствует об их широком спектре субстратов и прочности. Активность липаз по гидролизу сложных эфиров хорошо оценена при превращении триглицеридов в биотопливо или их предшественники. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]
Липазы являются хиральными, что означает, что их можно использовать для энантиоселективного гидролиза прохиральных диэфиров. [ 28 ] Сообщалось о нескольких процедурах для применения в синтезе тонких химикатов. [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]
Липазы, как правило, получают из животного происхождения, но их также можно получать из микробов. [ нужна ссылка ]
Биомедицина
[ редактировать ]Анализы крови на липазу могут использоваться для исследования и диагностики острого панкреатита и других заболеваний поджелудочной железы. [ 32 ] Измеренные значения сывороточной липазы могут варьироваться в зависимости от метода анализа. [ нужна ссылка ]
Липаза помогает расщеплять жиры у тех, кто проходит заместительную терапию ферментами поджелудочной железы (PERT). Это компонент Соллпуры (Липротамазы) . [ 33 ] [ 34 ]
См. также
[ редактировать ]- Альфа-токсин
- Патология
- Дефицит лизосомальной кислой липазы
- Белки периферической мембраны
- Фосфолипаза А
- Фосфолипаза С
- Триглицеридлипаза
- Фосфолипаза А2
- Фосфолипаза А1 внешней мембраны
- Пататин-подобная фосфолипаза
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Ломбардо, Доминик (2001). «Зависимая от солей желчных кислот липаза: ее патофизиологические последствия». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов . 1533 (1): 1–28. дои : 10.1016/S1388-1981(01)00130-5 . ПМИД 11514232 .
- ^ Диас, БЛ; JP Арм. (2003). «Фосфолипаза А(2)». Простагландины Leukot Essent жирные кислоты . 69 (2–3): 87–97. дои : 10.1016/S0952-3278(03)00069-3 . ПМИД 12895591 .
- ^ Гоньи Ф, Алонсо А (2002). «Сфингомиелиназы: энзимология и мембранная активность». ФЭБС Летт . 531 (1): 38–46. Бибкод : 2002FEBSL.531...38G . дои : 10.1016/S0014-5793(02)03482-8 . ПМИД 12401200 .
- ^ Jump up to: а б Шарма, Рохит; Чисти, Юсуф; Банерджи, Уттам Чанд (2001). «Производство, очистка, характеристика и применение липаз». Достижения биотехнологии . 19 (8): 627–662. CiteSeerX 10.1.1.319.7729 . дои : 10.1016/S0734-9750(01)00086-6 . ПМИД 14550014 . S2CID 18615547 .
- ^ Jump up to: а б Винклер ФК; Д'Арси А; В. Хунцикер (1990). «Структура липазы поджелудочной железы человека». Природа . 343 (6260): 771–774. Бибкод : 1990Natur.343..771W . дои : 10.1038/343771a0 . ПМИД 2106079 . S2CID 37423900 .
- ^ Винклер ФК; Д'Арси А; В. Хунцикер (1990). «Структура липазы поджелудочной железы человека». Природа . 343 (6260): 771–774. Бибкод : 1990Natur.343..771W . дои : 10.1038/343771a0 . ПМИД 2106079 . S2CID 37423900 .
- ^ Шраг Дж., Циглер М. (1997). «Липазы и гидролазная складка». Липазы, Часть А: Биотехнология . Методы энзимологии. Том. 284. стр. 85–107. дои : 10.1016/S0076-6879(97)84006-2 . ISBN 978-0-12-182185-2 . ПМИД 9379946 .
- ^ Эгмонд, MR; Си Джей ван Беммель (1997). «Влияние структурной информации на понимание липолитической функции». Липазы, Часть А: Биотехнология . Методы энзимологии. Том. 284. стр. 119–129. дои : 10.1016/S0076-6879(97)84008-6 . ISBN 978-0-12-182185-2 . ПМИД 9379930 .
- ^ Уизерс-Мартинес С; Карьер Ф; Вергер Р; Буржуа Д; К. Камбийо (1996). «Панкреатическая липаза с активностью фосфолипазы А1: кристаллическая структура химерного белка 2, родственного панкреатической липазы, из морской свинки» . Структура . 4 (11): 1363–74. дои : 10.1016/S0969-2126(96)00143-8 . ПМИД 8939760 .
- ^ Брэди, Л.; А. М. Бжозовский; З.С. Деревенда; Э. Додсон; Г. Додсон; С. Толли; Дж. П. Туркенбург; Л. Кристиансен; Б. Хьюг-Йенсен; Л. Норсков; и др. (1990). «Триада сериновых протеаз образует каталитический центр триацилглицеринлипазы». Природа . 343 (6260): 767–70. Бибкод : 1990Natur.343..767B . дои : 10.1038/343767a0 . ПМИД 2304552 . S2CID 4308111 .
- ^ Лоу М.Э. (1992). «Остатки каталитического сайта и межфазное связывание липазы поджелудочной железы человека» . J Биол Хим . 267 (24): 17069–73. дои : 10.1016/S0021-9258(18)41893-5 . ПМИД 1512245 .
- ^ Шпигель С; Фостер Д; Р. Колесник (1996). «Передача сигнала через липидные вторичные мессенджеры» . Современное мнение в области клеточной биологии . 8 (2): 159–67. дои : 10.1016/S0955-0674(96)80061-5 . ПМИД 8791422 .
- ^ Тьёлкер Л.В.; Эберхардт С; Унгер Дж; Тронг Х.Л.; Циммерман Г.А.; Макинтайр ТМ; Стаффорини ДМ; Прескотт С.М.; П.В. Грей (1995). «Ацетилгидролаза фактора активации тромбоцитов плазмы представляет собой секретируемую фосфолипазу А2 с каталитической триадой» . J Биол Хим . 270 (43): 25481–7. дои : 10.1074/jbc.270.43.25481 . ПМИД 7592717 .
- ^ Раскрыт генетический код перхоти - BBC News
- ^ Афонсо С., Тулман Э., Лу З., Ома Э., Кутиш Г., Рок Д. (1999). «Геном энтомологов Melanoplus sanguinipes» . Дж Вирол . 73 (1): 533–52. doi : 10.1128/JVI.73.1.533-552.1999 . ПМК 103860 . ПМИД 9847359 .
- ^ Жирод А., Вобус С., Задори З., Рид М., Лейке К., Тейссен П., Кляйншмидт Дж., Халлек М. (2002). «Капсидный белок VP1 аденоассоциированного вируса типа 2 несет домен фосфолипазы А2, необходимый для инфекционности вируса» . Джей Ген Вирол . 83 (Часть 5): 973–8. дои : 10.1099/0022-1317-83-5-973 . ПМИД 11961250 .
- ^ Хубе Б., Штер Ф., Боссенц М., Мазур А., Кречмар М., Шафер В. (2000). «Секретируемые липазы Candida albicans: клонирование, характеристика и анализ экспрессии нового семейства генов, насчитывающего не менее десяти членов». Арх. Микробиол . 174 (5): 362–374. Бибкод : 2000ArMic.174..362H . дои : 10.1007/s002030000218 . ПМИД 11131027 . S2CID 2231039 .
- ^ Лоу М.Э. (2002). «Триглицеридлипазы поджелудочной железы» . J Липид Res . 43 (12): 2007–16. doi : 10.1194/jlr.R200012-JLR200 . ПМИД 12454260 .
- ^ Омим - Болезнь Вольмана
- ^ Семейный дефицит липопротеинлипазы - Домашний справочник генетики
- ^ Гилберт Б., Руи М., Григлио С., де Ламли Л., Лаплауд П. (2001). «Дефицит липопротеинлипазы (LPL): новая гомозигота пациента по преобладающей мутации Gly188Glu в гене LPL человека и обзор зарегистрированных мутаций: 75% сгруппированы в экзонах 5 и 6». Энн Жене . 44 (1): 25–32. дои : 10.1016/S0003-3995(01)01037-1 . ПМИД 11334614 .
- ^ Кренон И., Фоглиццо Е., Керфелек Б., Верин А., Пиньоль Д., Эрмосо Дж., Боникель Дж., Чапюс С. (1998). «Белок I типа, связанный с панкреатической липазой: специализированная липаза или неактивный фермент» . Белок англ . 11 (2): 135–42. дои : 10.1093/протеин/11.2.135 . ПМИД 9605548 .
- ^ Де Каро Дж., Карьер Ф., Барбони П., Гиллер Т., Вержер Р., Де Каро А. (1998). «Белок 1, связанный с панкреатической липазой (PLRP1), присутствует в соке поджелудочной железы нескольких видов». Биохим Биофиз Акта . 1387 (1–2): 331–41. дои : 10.1016/S0167-4838(98)00143-5 . ПМИД 9748646 .
- ^ Гупта Р., Гупта Н., Рати П. (2004). «Бактериальные липазы: обзор производства, очистки и биохимических свойств». Appl Microbiol Biotechnol . 64 (6): 763–81. дои : 10.1007/s00253-004-1568-8 . ПМИД 14966663 . S2CID 206934353 .
- ^ Пан К., Кайеда М., Мацумото Т., Кондо А., Фукуда Х. (2001). «Цельноклеточный биокатализатор для производства биодизельного топлива с использованием клеток Rhizopus oryzae, иммобилизованных в частицах носителя биомассы». Биохим Энг Дж . 8 (1): 39–43. Бибкод : 2001BioEJ...8...39B . дои : 10.1016/S1369-703X(00)00133-9 . ПМИД 11356369 .
- ^ Хардинг, КГ; Деннис, Дж.С.; фон Блотниц, Х; Харрисон, STL (2008). «Сравнение жизненного цикла неорганического и биологического катализа для производства биодизеля». Журнал чистого производства . 16 (13): 1368–78. Бибкод : 2008JCPro..16.1368H . дои : 10.1016/j.jclepro.2007.07.003 .
- ^ Го Цз, Сюй С (2005). «Новая возможность ферментативной модификации жиров и масел с промышленным потенциалом». Орг Биомол Хим . 3 (14): 2615–9. дои : 10.1039/b506763d . ПМИД 15999195 .
- ^ Тейл, Фриц (1995). «Поддерживаемый липазой синтез биологически активных соединений». Химические обзоры . 95 (6): 2203–2227. дои : 10.1021/cr00038a017 .
- ^ П. Каларитис, Р.В. Регенье (1990). «Энантиомерно чистый этил (R)- и (S)-2-фторгексаноат по данным ферментативно-катализируемого кинетического разрешения». Орг. Синтез . 69 : 10. дои : 10.15227/orgsyn.069.0010 .
- ^ Лео А. Пакетт, Мартин Дж. Эрл, Грэм Ф. Смит (1996). «(4R)-(+)-трет-Бутилдиметилсилокси-2-циклопентен-1-он». Орг. Синтез . 73:36 . дои : 10.15227/orgsyn.073.0036 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ «(4R)-(+)-трет-БУТИЛДИМЕТИЛСИЛОКСИ-2-ЦИКЛОПЕНТЕН-1-ОН». Органические синтезы . 73:36 . 1996. doi : 10.15227/orgsyn.073.0036 .
- ^ «Липаза – TheTest» . Лабораторные тесты онлайн . Проверено 12 мая 2014 г.
- ^ "Anthera Pharmaceuticals - Соллпура". Anthera Pharmaceuticals – Соллпура. Нп и Интернет. 21 июля 2015 г. < http://www.anthera.com/pipeline/science/sollpura.html Архивировано 18 июля 2015 г. в Wayback Machine >.
- ^ Бустанджи, Ясир; Аль-Масри, Ихаб М; Мохаммед, Мохаммед; Худаиб, Мохаммед; Таваха, Халед; Тарази, Хамада; Алхатиб, Хатим С (2010). «Активность ингибирования панкреатической липазы трилактоновыми терпенами гинкго двулопастного » . Журнал ингибирования ферментов и медицинской химии . 26 (4): 453–9. дои : 10.3109/14756366.2010.525509 . ПМИД 21028941 . S2CID 23597738 .
25. Гульзар Г. Биодеградация углеводородов с использованием различных видов бактерий и грибов. Опубликовано на международной конференции по биотехнологии и нейробиологии. CUSAT (Кочинский университет науки и технологий), 2003 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Липаза в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)