Липаза - Lipase

Компьютерное изображение типа липазы поджелудочной железы (PLRP2) морской свинки. PDB: 1GPL​.

А липаза (/ˈлаɪпeɪs/, /-пeɪz/) любой фермент который катализирует то гидролиз из жиры (липиды ).[1] Липазы являются подклассом эстеразы.

Липазы играют важную роль в пищеварение, транспортировка и переработка пищевых липидов (например, триглицериды, жиры, масла ) в большинстве, если не во всех, живущих организмы. Гены кодирующие липазы даже присутствуют в некоторых вирусы.[2][3]

Большинство липаз действуют в определенной позиции на глицерин основа липида субстрат (A1, A2 или A3) (тонкий кишечник). Например, липаза поджелудочной железы человека (HPL),[4] который является основным ферментом, разрушающим диетический жиры в человек пищеварительная система, конвертирует триглицерид субстраты, обнаруженные в проглоченных маслах моноглицериды и два жирные кислоты.

В природе существует несколько других типов липазной активности, например: фосфолипазы [5] и сфингомиелиназы;[6] однако их обычно лечат отдельно от «обычных» липаз.

Некоторые липазы экспрессируются и секретируются патогенными организмами во время инфекционное заболевание. Особенно, грибковые микроорганизмы албиканс имеет много разных липаз, возможно, отражающих широкийлиполитический активность, которая может способствовать устойчивости и вирулентности C. albicans в тканях человека.[7]

Структура и каталитический механизм

В природе встречается разнообразный набор генетически различных ферментов липазы, и они представляют несколько типов белковые складки и каталитические механизмы. Однако большинство из них построено на альфа / бета гидролазная складка[8][9][10][11] и нанять химотрипсин -подобный механизм гидролиза с использованием каталитическая триада состоящий из серин нуклеофил, а гистидин база и кислота остаток, обычно аспарагиновая кислота.[12][13]

Физиологическое распределение

Липазы участвуют в различных биологических процессах, которые варьируются от обычного метаболизма диетический триглицериды к клеточная сигнализация[14] и воспаление.[15] Таким образом, некоторые липазные активности ограничены определенными отсеками внутри клетки в то время как другие работают во внеклеточных пространствах.

Липазы человека

Основные липазы человека пищеварительная система находятся панкреатическая липаза (PL) и белок 2, связанный с липазой поджелудочной железы (PLRP2), которые секретируются поджелудочная железа. У людей также есть несколько связанных ферментов, в том числе печеночная липаза, эндотелиальная липаза, и липопротеин липаза. Не все эти липазы функционируют в кишечнике (см. Таблицу).

ИмяГенМесто расположенияОписаниеБеспорядок
липаза, зависимая от желчных солейBSDLподжелудочная железа, грудное молокопомогает в переваривании жиров
панкреатическая липазаPNLIPпищеварительный сокЧтобы показать оптимальные фермент активность в просвете кишечника, PL требует другого белка, колипаза, который также секретируется поджелудочной железой.[17]
лизосомальная липазаLIPAвнутреннее пространство органелла: лизосомаТакже упоминается как липаза лизосомальной кислоты (LAL или LIPA) или гидролаза кислого холестерилового эфира.Болезнь накопления холестерилового эфира (CESD) и Болезнь Вольмана оба вызваны мутациями в гене, кодирующем лизосомальную липазу.[18]
печеночная липазаLIPCэндотелийЛипаза печени действует на оставшиеся липиды переносятся липопротеинами в крови для регенерации ЛПНП (липопротеин низкой плотности ).–
липопротеин липазаLPL или "LIPD"эндотелийЛипопротеин липаза функции в кровь действовать на триацилглицериды продолжил ЛПОНП (очень низкая плотность липопротеин ), чтобы клетки могли забрать освобожденные жирные кислоты.Дефицит липопротеинлипазы это вызвано мутации в ген кодирование липопротеинлипаза.[19][20]
гормоночувствительная липазаLIPEвнутриклеточный––
желудочная липазаLIPFпищеварительный сокРаботает у младенца при почти нейтральном pH, помогая переваривать липиды–
эндотелиальная липазаLIPGэндотелий––
белок 2, связанный с липазой поджелудочной железыPNLIPRP2 или "PLRP2" -пищеварительный сок––
белок 1, связанный с липазой поджелудочной железыPNLIPRP1 или "PLRP1"пищеварительный сокБелок 1, связанный с липазой поджелудочной железы, очень похож на PLRP2 и PL по аминокислотной последовательности (все три гена, вероятно, возникли через дупликация гена единственного предкового гена липазы поджелудочной железы). Однако PLRP1 лишен детектируемой липазной активности, и его функция остается неизвестной, даже если она консервативна в других млекопитающие.[21][22]-
лингвальная липаза?слюнаАктивен при уровне pH желудочного сока. Оптимальный pH составляет около 3,5-6. Секретируется несколькими слюнные железы (Железы Эбнера в задней части язык (lingua), подъязычные железы, а околоушные железы )–

Другие липазы включают LIPH, LIPI, LIPJ, ЛИПК, LIPM, LIPN, MGLL, ДАГЛА, ДАГЛБ, и CEL.

Также существует множество разнообразных фосфолипазы, но они не всегда классифицируются с другими липазами.

Промышленное использование

Липазы играют важную роль в человеческих практиках, столь же древних, как ферментация йогурта и сыра. Однако липазы также используются в качестве дешевых и универсальных катализаторов для разложения липидов в более современных приложениях. Например, биотехнология компания вывела на рынок рекомбинантные ферменты липазы для использования в таких приложениях, как выпечка, стиральные порошки и даже биокатализаторы[23] в Альтернативная энергетика стратегии преобразования растительного масла в топливо.[24][25] Липаза с высокой ферментативной активностью может заменить традиционный катализатор при переработке биодизеля, так как этот фермент заменяет химические вещества в процессе, который в остальном является очень энергоемким,[26] и может быть более экологически чистым и безопасным. Промышленное применение липаз требует интенсификации процесса для непрерывной обработки с использованием таких инструментов, как микрореакторы непрерывного потока в небольших масштабах.[27][28] Липазы, как правило, получают из животных, но также могут быть получены из микробов.[нужна цитата ].

Диагностическое использование

Анализы крови на липазу могут использоваться для исследования и диагностики острый панкреатит и другие нарушения поджелудочной железы.[29] Измеренные значения липазы сыворотки могут варьироваться в зависимости от метода анализа.

Медицинское использование

Липаза также может помочь в расщеплении жиры в липиды в тех, кто проходит заместительная терапия панкреатическими ферментами (ПЕРТ). Это ключевой компонент в Соллпура (липротамаза).[30][31]

Дополнительные изображения

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Свендсен А (2000). «Липазная белковая инженерия». Biochim Biophys Acta. 1543 (2): 223–228. Дои:10.1016 / S0167-4838 (00) 00239-9. PMID  11150608.
  2. ^ Афонсу К., Тулман Е., Лу З., Ома Е., Кутиш Г., Рок Д. (1999). «Геном энтомологов Melanoplus sanguinipes». J Virol. 73 (1): 533–52. ЧВК  103860. PMID  9847359.
  3. ^ Girod A, Wobus C, Zádori Z, Ried M, Leike K, Tijssen P, Kleinschmidt J, Hallek M (2002). «Капсидный белок VP1 аденоассоциированного вируса типа 2 несет домен фосфолипазы А2, необходимый для инфицирования вируса». Дж. Ген Вирол. 83 (Pt 5): 973–8. Дои:10.1099/0022-1317-83-5-973. PMID  11961250.
  4. ^ Винклер Ф.К .; Д'Арси А; W Hunziker (1990). «Структура липазы поджелудочной железы человека». Природа. 343 (6260): 771–774. Дои:10.1038 / 343771a0. PMID  2106079.
  5. ^ Diaz, B.L .; J. P. Arm. (2003). «Фосфолипаза А (2)». Простагландины Leukot Essent жирные кислоты. 69 (2–3): 87–97. Дои:10.1016 / S0952-3278 (03) 00069-3. PMID  12895591.
  6. ^ Гони Ф, Алонсо А (2002). «Сфингомиелиназы: энзимология и мембранная активность». FEBS Lett. 531 (1): 38–46. Дои:10.1016 / S0014-5793 (02) 03482-8. PMID  12401200.
  7. ^ Hube B, Stehr F, Bossenz M, Mazur A, Kretschmar M, Schafer W. (2000). «Секретированные липазы Candida albicans: клонирование, характеристика и анализ экспрессии нового семейства генов, состоящего не менее чем из десяти членов». Arch. Микробиол. 174 (5): 362–374. Дои:10.1007 / s002030000218. PMID  11131027.
  8. ^ Винклер Ф.К .; Д'Арси А; В. Ханзикер (1990). «Структура липазы поджелудочной железы грудины человека». Природа. 343 (6260): 771–774. Дои:10.1038 / 343771a0. PMID  2106079.
  9. ^ Шраг Дж, Сиглер М (1997). «Липазы и альфа / бета гидролазная складка ". Методы Энзимол. Методы в энзимологии. 284: 85–107. Дои:10.1016 / S0076-6879 (97) 84006-2. ISBN  978-0-12-182185-2. PMID  9379946.
  10. ^ Egmond, M. R .; К. Дж. Ван Беммель (1997). «Влияние структурной информации на понимание липолитической функции». Методы Энзимол. Методы в энзимологии. 284: 119–129. Дои:10.1016 / S0076-6879 (97) 84008-6. ISBN  978-0-12-182185-2. PMID  9379930.
  11. ^ Уизерс-Мартинес К; Carriere F; Verger R; Буржуазный Д; К. Камбийо (1996). «Липаза поджелудочной железы с активностью фосфолипазы A1: кристаллическая структура химерного белка 2, связанного с панкреатической липазой, от морской свинки». Структура. 4 (11): 1363–74. Дои:10.1016 / S0969-2126 (96) 00143-8. PMID  8939760.
  12. ^ Brady, L .; А. М. Бжозовский; З. С. Деревенда; Э. Додсон; Г. Додсон; С. Толли; Дж. П. Туркенбург; Л. Кристиансен; Б. Хуге-Йенсен; Л. Норсков; и другие. (1990). «Триада сериновой протеазы образует каталитический центр триацилглицерин липазы». Природа. 343 (6260): 767–70. Дои:10.1038 / 343767a0. PMID  2304552.
  13. ^ Лоу М.Э. (1992). «Остатки каталитического сайта и межфазное связывание липазы поджелудочной железы человека». J Biol Chem. 267 (24): 17069–73. PMID  1512245.
  14. ^ Spiegel S; Фостер D; Р. Колесник (1996). «Передача сигналов через липидные вторичные мессенджеры». Текущее мнение в области клеточной биологии. 8 (2): 159–67. Дои:10.1016 / S0955-0674 (96) 80061-5. PMID  8791422.
  15. ^ Tjoelker LW; Эберхард C; Unger J; Trong HL; Циммерман Г.А.; McIntyre TM; Stafforini DM; Prescott SM; П. У. Грей (1995). «Фактор активации тромбоцитов в плазме - ацетилгидролаза - это секретируемая фосфолипаза А2 с каталитической триадой». J Biol Chem. 270 (43): 25481–7. Дои:10.1074 / jbc.270.43.25481. PMID  7592717.
  16. ^ Генетический код перхоти сломан - BBC News
  17. ^ Лоу М.Э. (2002). «Триглицеридные липазы поджелудочной железы». J Lipid Res. 43 (12): 2007–16. Дои:10.1194 / мл. R200012-JLR200. PMID  12454260.
  18. ^ Омим - болезнь Вольмана
  19. ^ Семейный дефицит липопротеин липазы - Genetics Home Reference
  20. ^ 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 сообщенных мутаций: 75% сгруппированы в экзонах 5 и 6». Энн Жене. 44 (1): 25–32. Дои:10.1016 / S0003-3995 (01) 01037-1. PMID  11334614.
  21. ^ Crenon I, Foglizzo E, Kerfelec B, Verine A, Pignol D, Hermoso J, Bonicel J, Chapus C (1998). «Белок типа I, связанный с липазой поджелудочной железы: специализированная липаза или неактивный фермент». Protein Eng. 11 (2): 135–42. Дои:10.1093 / белок / 11.2.135. PMID  9605548.
  22. ^ Де Каро Дж., Кэррьер Ф., Барбони П., Гиллер Т., Верже Р., Де Каро А. (1998). «Белок 1, связанный с липазой поджелудочной железы (PLRP1), присутствует в соке поджелудочной железы нескольких видов». Biochim Biophys Acta. 1387 (1–2): 331–41. Дои:10.1016 / S0167-4838 (98) 00143-5. PMID  9748646.
  23. ^ Го З, Сюй Х (2005). «Новая возможность ферментативной модификации жиров и масел с промышленным потенциалом». Org Biomol Chem. 3 (14): 2615–9. Дои:10.1039 / b506763d. PMID  15999195.
  24. ^ 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. PMID  14966663.
  25. ^ Бан 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». Biochem Eng J. 8 (1): 39–43. Дои:10.1016 / S1369-703X (00) 00133-9. PMID  11356369.
  26. ^ Harding, K.G; Деннис, J.S; фон Блоттниц, H; Харрисон, S.T.L (2008). «Сравнение жизненного цикла неорганического и биологического катализа для производства биодизеля». Журнал чистого производства. 16 (13): 1368–78. Дои:10.1016 / j.jclepro.2007.07.003.
  27. ^ Bhangale, Atul S; Пиво, Кэтрин Л; Гросс, Ричард А (2012). «Катализируемая ферментами полимеризация полимеров с концевыми функциональными группами в микрореакторе». Макромолекулы. 45 (17): 7000–8. Дои:10.1021 / ma301178k.
  28. ^ Кунду, Сантану; Bhangale, Atul S; Уоллес, Уильям Э; Флинн, Кэтлин М; Гуттман, Чарльз М; Гросс, Ричард А; Пиво, Кэтрин Л. (2011). "Катализируемая ферментами полимеризация в непрерывном потоке в микрореакторе". Журнал Американского химического общества. 133 (15): 6006–11. Дои:10.1021 / ja111346c. PMID  21438577.
  29. ^ «Липаза - Тест». Лабораторные тесты онлайн. Получено 12 мая 2014.
  30. ^ «Антера Фармасьютикалс - Соллпура». Anthera Pharmaceuticals - Sollpura. N.p., n.d. Интернет. 21 июля 2015. <http://www.anthera.com/pipeline/science/sollpura.html В архиве 2015-07-18 на Wayback Machine >.
  31. ^ Бустанджи, Яссер; Аль-Масри, Ихаб М; Мохаммад, Мохаммад; Худаиб, Мохаммад; Таваха, Халед; Тарази, Хамада; Алхатиб, Хатим С (2010). "Панкреатическая липазная активность трилактонных терпенов Гинкго билоба". Журнал ингибирования ферментов и медицинской химии. 26 (4): 453–9. Дои:10.3109/14756366.2010.525509. PMID  21028941.

25. Гульзар, Биоразложение углеводородов с использованием различных видов бактерий и грибов. Опубликовано на международной конференции по биотехнологиям и нейробиологии. CUSAT (Кочинский университет науки и технологий), 2003 г.

внешняя ссылка