מָקוֹר
ליפאז נמצא באופן נרחב בבעלי חיים, בצמחים ובמיקרואורגניזמים. צמחים המכילים יותר ליפאז הם זרעים של גידולי שמן, כמו זרעי קיק ולפתית. כאשר זרעי שמן נובטים, ליפאז יכול לפעול בשילוב עם אנזימים אחרים כדי לזרז את פירוק השמנים והשומנים לייצור סוכרים, ולספק לזרעים את היכולת להשתרש. חומרים מזינים ואנרגיה הדרושים לנביטה; הלבלב ורקמת השומן של בעלי חיים גבוהים מכילים יותר ליפאז בגוף החי. יש כמות קטנה של ליפאז במיץ המעיים, המשמש להשלמת חוסר עיכול השומן על ידי ליפאז הלבלב. בבעלי חיים טורפים מיץ הקיבה מכיל כמות קטנה של בוטירינאז. בבעלי חיים, סוגים שונים של ליפאז שולטים בתהליכים כמו עיכול, ספיגה, שחזור שומן ומטבוליזם של ליפופרוטאין; ליפאזות נפוצות יותר בחיידקים, פטריות ושמרים (Pandey et al.). מכיוון שישנם סוגים רבים של מיקרואורגניזמים, הם מתרבים במהירות ונוטים לשונות גנטית, יש להם טווח pH רחב יותר, טווח טמפרטורות וסגוליות מצע מאשר בעלי חיים וצמחים, וליפאזות שמקורן במיקרואורגניזמים מופרשים בדרך כלל אנזימים תאיים. מיקרואורגניזמים התסיסה העיקריים הם אספרגילוס ניגר, קנדידה וכו'. מתאים לייצור תעשייתי בקנה מידה גדול ולהשגת דגימות בטוהר גבוה. לכן, ליפאז מיקרוביאלי הוא מקור חשוב לליפאז תעשייתי. בדרך כלל, המאפיינים של ליפאז ממקורות שונים שונים ויש לו גם משמעות רבה במחקר תיאורטי.
טֶבַע
ליפאז הוא סוג של אנזים בעל מגוון יכולות קטליטיות. זה יכול לזרז הידרוליזה, אלכוהוליזה, אסטריפיקציה, טרנסיפיקציה וסינתזה הפוכה של טריאצילגליצרידים ואסטרים אחרים שאינם מסיסים במים. בנוסף, הוא גם מציג פעילויות אנזימים אחרות, כגון פוספוליפאז, ליזופוספוליפאז, כולסטרול אסטראז, פעילות אצילפפטיד הידרולאז וכו' (Hara; שמיד). הפעילויות השונות של ליפאז תלויות במאפיינים של מערכת התגובה, כגון קידום הידרוליזה של אסטר בממשק שמן-מים, בעוד שניתן להשיג סינתזה אנזימטית והאסטריפיקציה בשלב האורגני.
המחקר על תכונות הליפאז כולל בעיקר היבטים כמו טמפרטורה ו-pH אופטימליים, יציבות טמפרטורה ו-pH, סגוליות מצע וכו'. עד כה בודדו, טוהרו, ותכונותיהם נבדקו. שונים במשקל מולקולרי, pH אופטימלי, טמפרטורה אופטימלית, pH ויציבות תרמית, נקודה איזואלקטרית ותכונות ביוכימיות אחרות (Veeraragavan et al.). באופן כללי, לליפאזות מיקרוביאליות יש pH פעולה וטווח טמפרטורות עבודה רחב יותר מאשר ליפאזות של בעלי חיים וצמחים, יציבות ופעילות גבוהות, והן ספציפיות למצעים (Schmid וחב'; Kazlauskas וחב').
המאפיין הקטליטי של ליפאז הוא שהפעילות הקטליטית שלו היא הגדולה ביותר בממשק שמן-מים. סרדה ודסנלב גילו את התופעה הזו כבר בשנת 1958. אנזימים מסיסים במים פועלים על מצעים בלתי מסיסים במים, והתגובה מתרחשת בממשק של שני שלבים שונים לחלוטין המופרדים זה מזה. זהו מאפיין המבדיל בין ליפאז לאסטראז. המצע של אסטראז (E C3.1.1.1) מסיס במים, והמצע האופטימלי שלו הוא אסטרים הנוצרים מחומצות שומן קצרות שרשרת (פחות או שווה ל-C8).
ליפאז הוא אחד מתכשירי האנזים התעשייתיים החשובים. זה יכול לזרז ליפוליזה, טרנסיפיקציה, סינתזת אסטר ותגובות אחרות, והוא נמצא בשימוש נרחב בעיבוד נפט, מזון, רפואה, כימיקלים יומיים ותעשיות אחרות. לליפאז ממקורות שונים יש מאפיינים קטליטיים ופעילויות קטליטיות שונות. ביניהם, לייצור בקנה מידה גדול של ליפאז עם פונקציות טרנסיפיקציה או אסטריפיקציה לסינתזת פאזה אורגנית יש משמעות רבה לסינתזה אנזימטית של כימיקלים עדינים ותרכובות כיראליות.
ליפאז הוא הידרולאז מיוחד בקשר אסטר הפועל על קשרי האסטר של טריגליצרידים כדי לפרק טריגליצרידים לדיגליצרידים, מונוגליצרידים, גליצרול וחומצות שומן.
אנזים הוא חלבון פעיל. לכן, כל הגורמים המשפיעים על פעילות החלבון משפיעים על פעילות האנזים. פעילותם של אנזימים באינטראקציה עם מצעים מושפעת מגורמים רבים כמו טמפרטורה, ערך pH, ריכוז תמיסת אנזימים, ריכוז סובסטרט, מפעילי או מעכבי אנזים וכו'.
ליפאז מופץ באופן נרחב בין מיקרואורגניזמים, והחיידקים המייצרים אותו הם בעיקר עובשים וחיידקים. ישנם 33 ליפאות שפורסמו ממקורות שונים המתאימים לעיבוד טריגליצרידים, 18 מהם מעובשים ו-7 מחיידקים.
ליפאז יכול לבצע הידרוליזה של גליצרידים (שמן, שומן) ולשחרר חומצות שומן, דיגליצרידים, מונוגליצרידים וגליצרול בשלבים שונים. חומצות השומן שנוצרות בהידרוליזה ניתנות לטיטרציה עם תמיסה אלקלית סטנדרטית, וערך הטיטר מייצג את פעילות האנזים.
מנגנון קטליטי של ליפאז
לליפאז יש זיקה לממשק שמן-מים והוא יכול לזרז הידרוליזה של חומרים שומנים בלתי מסיסים במים בקצב גבוה בממשק שמן-מים; ליפאז פועל על שכבת הממשק ההידרופילי-הידרופובי של המערכת, שגם היא שונה מאסטראז כמאפיין.
ליפאזות ממקורות שונים עשויים להיות הבדלים גדולים ברצפי חומצות אמינו, אך המבנים השלישוניים שלהם דומים מאוד. שאריות האתר הפעיל של ליפאז מורכבות מסרין, חומצה אספרטית והיסטידין, והם שייכים לקבוצת פרוטאז סרין. האתר הקטליטי של הליפאז קבור במולקולה, ופני השטח שלו מכוסים במבנה דמוי כובע ספירלי הנוצר משאריות חומצות אמינו הידרופוביות יחסית (הידוע גם בשם "המכסה"), המגן על האתר הקטליטי המשולש. האופי האמפיפתי של ה-helix ב"מכסה" ישפיע על יכולת הקישור של הליפאז למצע בממשק שמן-מים, ונחלשת האמפיפטיות שלו תוביל להפחתה בפעילות הליפאז. פני השטח החיצוניים של ה"מכסה" הידרופיליים יחסית, ואילו המשטח הפנימי הפונה הידרופובי יחסית. עקב הקשר בין ליפאז לממשק שמן-מים, ה"מכסה" נפתח והמקום הפעיל נחשף, מה שמגביר את יכולת הקישור של המצע לליפאז. המצע יכול להיכנס בקלות לערוץ ההידרופובי ולשלב עם האתר הפעיל ליצירת קומפלקס אנזיים-סובסטרט. תופעת הפעלת הממשק יכולה להגביר את ההידרופוביות בקרבת האתר הקטליטי, ולגרום ל-helix להתמצא מחדש, ובכך לחשוף את האתר הקטליטי; הנוכחות של הממשק יכולה גם לאפשר לאנזים ליצור שכבת הידרציה לא שלמה, מה שמועיל להיווצרות אליפטית של מצעים הידרופוביים. שרשראות הצד מתקפלות על פני מולקולת האנזים, מה שמקל על קטליזה של האנזים.
אם תרצה ללמוד עוד, אנא צור קשרsales@sxytbio.com,לחץ כאן כדי ליצור איתנו קשר באינטרנט
