- ลักษณะเฉพาะ
- กลไกการเร่งปฏิกิริยา
- ความจำเพาะของพื้นผิว
- โครงสร้าง
- ไลเปสตับอ่อนของมนุษย์
- คุณสมบัติ
- ฟังก์ชั่นอุตสาหกรรม
- อ้างอิง
ไลเปสถือว่าเป็นครอบครัวใหญ่ของเอนไซม์ความสามารถในการเร่งการย่อยสลายของพันธบัตรเอสเตอร์ในปัจจุบันพื้นผิวเช่นไตรกลีเซอไรด์, ฟอสโฟเอสเทอคอเลสเตอรอลและวิตามินบางชนิด
พวกมันมีอยู่ในทุกอาณาจักรของสิ่งมีชีวิตทั้งในจุลินทรีย์เช่นแบคทีเรียและยีสต์ตลอดจนในพืชและสัตว์ ในสิ่งมีชีวิตแต่ละประเภทเอนไซม์เหล่านี้มีคุณสมบัติและลักษณะพิเศษที่ทำให้พวกมันแตกต่างจากกัน
การแสดงกราฟิกของโครงสร้างโมเลกุลของไลเปส (ที่มา: Jawahar Swaminathan และเจ้าหน้าที่ MSD ที่ European Bioinformatics Institute ผ่าน Wikimedia Commons)
ขึ้นอยู่กับประเภทของการจำแนกความแตกต่างสามารถสร้างความแตกต่างระหว่างไลเปส "จริง" หรือที่เรียกว่าไลเปสไตรอะซิลกลีเซอรอลกับเอนไซม์อื่น ๆ ที่มีฤทธิ์ในการสลายไขมันคล้ายกันเช่นฟอสโฟลิเปสสเตอรอลเอสเทราซีสและเรตินิล - พาลมิเทตเอสเทรา
รายงานที่ตีพิมพ์ครั้งแรกเกี่ยวกับลำดับของเอนไซม์ไลเปสคือของ De Caro et al ในปีพ. ศ. 2524 ซึ่งศึกษาไตรอะซิลกลีเซอรอลไลเปสตับอ่อนจากสุกร การศึกษาในภายหลังแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของไลเปสในระบบอื่น ๆ ในสิ่งมีชีวิต
ไลเปสที่สำคัญที่สุดในสัตว์คือไลเปสย่อยอาหารที่ผลิตโดยตับอ่อนและตับซึ่งมีส่วนร่วมในการเผาผลาญไขมันที่บริโภคในอาหารเป็นประจำดังนั้นจึงมีผลกระทบทางสรีรวิทยาที่สำคัญจากมุมมองต่างๆ
ปัจจุบันเอนไซม์เหล่านี้ไม่ได้ศึกษาเฉพาะเพื่อวัตถุประสงค์ทางคลินิกและ / หรือการเผาผลาญเท่านั้น แต่ยังผลิตในเชิงอุตสาหกรรมเพื่อการค้าสำหรับการแปรรูปอาหารและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ และสามารถหาได้จากการเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์ชนิดพิเศษ
ลักษณะเฉพาะ
ไลเปสเป็นโปรตีนที่ละลายน้ำได้และเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลติกบนพื้นผิวที่ไม่ละลายน้ำ พบในธรรมชาติในความสมดุลระหว่างรูปแบบที่ใช้งานและรูปแบบที่ไม่ใช้งานและการกระตุ้นหรือการปิดใช้งานขึ้นอยู่กับปัจจัยภายในเซลล์ที่แตกต่างกัน
พวกมันอยู่ในตระกูลของเอนไซม์ไฮโดรเลสที่มีขนาดα / βเท่าซึ่ง esterases, thioesterases, โปรตีเอสและเปอร์ออกซิเดส, dehalogenases และไฮโดรเลสภายในเซลล์อื่น ๆ
ไลเปสถูกเข้ารหัสโดยยีนที่อยู่ในตระกูลซึ่งรวมถึงยีนที่เข้ารหัสไลเปสตับอ่อนไลเปสตับไลเปสไลเปสไลเปสเยื่อบุผนังหลอดเลือดไลเปสและฟอสฟาติดิลเซอรีนฟอสโฟลิเปส A1
กลไกการเร่งปฏิกิริยา
ผู้เขียนบางคนเสนอว่ารูปแบบของการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์เหล่านี้คล้ายคลึงกับซีรีนโปรตีเอสซึ่งเกี่ยวข้องกับการมีกรดอะมิโนพิเศษสามชนิดตกค้างในบริเวณที่ใช้งานอยู่
กลไกการไฮโดรไลซิสเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเอนไซม์ - ซับสเตรตคอมเพล็กซ์ (ไลเปส: ไตรกลีเซอไรด์) จากนั้นการก่อตัวของสาร hemiacetal ระดับกลางจากนั้นจึงปล่อยไดอะซิลกลีเซอไรด์และกรดไขมัน
ขั้นตอนสุดท้ายในการไฮโดรไลซิสการปลดปล่อยกรดไขมันจากบริเวณที่ใช้งานเกิดขึ้นโดยรูปแบบที่เรียกว่าแบบจำลอง "หนังสติ๊ก" ซึ่งหมายความว่าหลังจากการแยกหรือการสลายพันธะเอสเทอร์กรดไขมันจะถูกขับออกจากไซต์อย่างรวดเร็ว ตัวเร่งปฏิกิริยา
ความจำเพาะของพื้นผิว
ไลเปสสามารถเจาะจงและแยกความแตกต่างระหว่างสารตั้งต้นเช่นไตรกลีเซอไรด์ไดอะซิลกลีเซอไรด์โมโนกลีเซอไรด์และฟอสโฟลิปิด บางชนิดมีความเฉพาะเจาะจงในแง่ของกรดไขมันนั่นคือเกี่ยวกับความยาวระดับความอิ่มตัว ฯลฯ
นอกจากนี้ยังสามารถเลือกได้ในแง่ของพื้นที่ที่พวกเขาเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถมีความจำเพาะของตำแหน่งเกี่ยวกับไซต์ที่โมเลกุลของกรดไขมันจับกับกระดูกสันหลังของกลีเซอรอล (ที่คาร์บอนใด ๆ ในสามคาร์บอน)
โครงสร้าง
เช่นเดียวกับสมาชิกคนอื่น ๆ ในตระกูลเอนไซม์ที่พวกมันอยู่ไลเปสมีลักษณะโทโพโลยีที่ประกอบด้วยα-helices และแผ่นพับ สถานที่เร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์เหล่านี้โดยทั่วไปประกอบด้วยกรดอะมิโนสามชนิด ได้แก่ ซีรีนกรดแอสปาร์ติกหรือกลูตามิกและฮิสติดีน
ไลเปสส่วนใหญ่เป็นไกลโคโปรตีนซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของส่วนคาร์โบไฮเดรตมีน้ำหนักโมเลกุลระหว่าง 50 ถึง 70 kDa
ไลเปสตับอ่อนของมนุษย์
มีกรดอะมิโนตกค้าง 449 ชนิดและโดเมนแยกกันสองโดเมน: ขั้ว N หนึ่งจุดที่พบตัวเร่งปฏิกิริยาและรอยพับลักษณะของไฮโดรเลส (α / β) และอีกขั้ว C มีขนาดเล็กกว่าและถือว่าเป็น "ตัวช่วย" โดยมี a โครงสร้างที่เรียกว่า "β-sandwich"
น้ำหนักโมเลกุลอยู่ระหว่าง 45 ถึง 53 kDa และกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาจะสูงขึ้นที่อุณหภูมิใกล้ 37 ° C และที่ pH ระหว่าง 6 ถึง 10
คุณสมบัติ
ขึ้นอยู่กับอวัยวะที่พบในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเช่นไลเปสมีหน้าที่ทางสรีรวิทยาที่แตกต่างกันบ้าง
ดังที่ได้กล่าวไปแล้วมีไลเปสที่เฉพาะเจาะจงในตับอ่อนตับรังไข่และต่อมหมวกไต (ในไต) และในเนื้อเยื่อบุผนังหลอดเลือด
ไลเปสในตับมีหน้าที่ในการเผาผลาญอนุภาคไลโปโปรตีนซึ่งเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่เกิดจากไขมันและโปรตีนที่ทำหน้าที่หลักในการขนส่งไตรกลีเซอไรด์และคอเลสเตอรอลระหว่างอวัยวะและเนื้อเยื่อ
โดยเฉพาะไลเปสมีส่วนร่วมในการไฮโดรไลซิสหรือการปลดปล่อยกรดไขมันจากโมเลกุลของไตรกลีเซอไรด์ที่มีอยู่ในไลโปโปรตีน สิ่งนี้จำเป็นในการดึงพลังงานจากโมเลกุลเหล่านี้หรือนำกลับมาใช้ใหม่โดยใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบอื่น ๆ
endothelial lipases มีอยู่ในตับปอดไทรอยด์และอวัยวะสืบพันธุ์และการแสดงออกของยีนถูกควบคุมโดยไซโตไคน์ที่แตกต่างกัน เอนไซม์เหล่านี้ยังเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญไลโปโปรตีน
ฟังก์ชั่นอุตสาหกรรม
ในอุตสาหกรรมการผลิตอาหารจากนมการใช้ไลเปสเป็นเรื่องปกติในการไฮโดรไลซ์ไขมันที่มีอยู่ในนมซึ่งมีผลโดยตรงต่อการ "เพิ่มประสิทธิภาพ" ของรสชาติในชีสครีมและผลิตภัณฑ์นมอื่น ๆ
นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์อาหารอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการหมักเพื่อปรับปรุงรสชาติและ "ความสามารถในการย่อยได้" ของอาหารที่ปรุงโดยอุตสาหกรรม
ห่างไกลจากอุตสาหกรรมอาหารการใช้ไลเปสที่มีต้นกำเนิดของจุลินทรีย์เป็นที่นิยมในสูตรของผงซักฟอกและสารทำความสะอาดทั่วไปซึ่งช่วยลดผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากสารเคมีจำนวนมหาศาลที่มีอยู่ในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดทั่วไป
อ้างอิง
- โลว์ ME (2002) ไตรกลีเซอไรด์ไลเปสของตับอ่อน Journal of Lipid Research, 43, 2550-2559.
- Mead, JR, Irvine, SA และ Ramji, DP (2002) ไลโปโปรตีนไลเปส: โครงสร้างหน้าที่การควบคุมและบทบาทในการเกิดโรค J. Mol. Med., 80, 753–769
- Perret, B. , Mabile, L. , Martinez, L. , Tercé, F. , Barbaras, R. , & Collet, X. (2002). ไลเปสในตับ: ความสัมพันธ์ของโครงสร้าง / หน้าที่การสังเคราะห์และการควบคุม วารสารการวิจัยไขมัน, 43, 1163-1169
- Santamarina-fojo, S. , González-navarro, H. , Freeman, L. , Wagner, E. , Santamarina-fojo, S. , Gonza, H. , … Nong, Z. (2004) ตับไลเปสการเผาผลาญไลโปโปรตีนและการสร้างหลอดเลือด Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, 24, 1750–1754
- Taylor, P. , Kurtovic, I. , Marshall, SN, Zhao, X. , Simpson, BK, Kurtovic, I. , … Zhao, XIN (2012) ไลเปสจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและปลา บทวิจารณ์ในวิทยาศาสตร์การประมง, 29, 37–41