منبع
لیپاز به طور گسترده در حیوانات، گیاهان و میکروارگانیسم ها یافت می شود. گیاهانی که حاوی لیپاز بیشتری هستند، دانه های گیاهان روغنی مانند دانه های کرچک و کلزا هستند. وقتی دانههای روغنی جوانه میزنند، لیپاز میتواند به همراه آنزیمهای دیگر برای کاتالیز کردن تجزیه روغنها و چربیها و تولید قندها کار کند و به دانهها توانایی ریشهدهی را بدهد. مواد مغذی و انرژی لازم برای جوانه زنی؛ پانکراس و بافت چربی حیوانات بالاتر حاوی لیپاز بیشتری در بدن حیوان هستند. مقدار کمی لیپاز در آب روده وجود دارد که برای تکمیل کمبود هضم چربی توسط لیپاز پانکراس استفاده می شود. در حیوانات گوشتخوار شیره معده حاوی مقدار کمی بوتیریناز است. در حیوانات، انواع مختلف لیپازها فرآیندهایی مانند هضم، جذب، بازسازی چربی و متابولیسم لیپوپروتئین را کنترل می کنند. لیپازها در باکتریها، قارچها و مخمرها فراوانتر هستند (Pandey et al.). از آنجایی که میکروارگانیسمها انواع زیادی دارند، به سرعت تکثیر میشوند و مستعد تغییرات ژنتیکی هستند، دامنه pH، دامنه دما و ویژگی بستر وسیعتری نسبت به حیوانات و گیاهان دارند و لیپازهای مشتق شده از میکروارگانیسمها عموماً آنزیمهای خارج سلولی ترشح میشوند. میکروارگانیسم های تخمیر اصلی آسپرژیلوس نایجر، کاندیدا و غیره می باشند که برای تولید صنعتی در مقیاس بزرگ و به دست آوردن نمونه های با خلوص بالا مناسب است. بنابراین، لیپاز میکروبی منبع مهم لیپاز صنعتی است. به طور کلی، خواص لیپاز از منابع مختلف متفاوت است و در تحقیقات نظری نیز از اهمیت بالایی برخوردار است.
طبیعت
لیپاز نوعی آنزیم با توانایی های کاتالیزوری متنوع است. می تواند هیدرولیز، الکلیز، استری، ترانس استریفیکاسیون و سنتز معکوس تری گلیسریدها و دیگر استرهای نامحلول در آب را کاتالیز کند. علاوه بر این، فعالیت های آنزیمی دیگری مانند فسفولیپاز، لیزوفسفولیپاز، کلسترول استراز، فعالیت هیدرولاز آسیل پپتید و غیره را نیز نشان می دهد (هارا؛ اشمید). فعالیتهای مختلف لیپاز به ویژگیهای سیستم واکنش بستگی دارد، مانند ترویج هیدرولیز استر در سطح مشترک روغن و آب، در حالی که سنتز آنزیمی و ترانس استریسازی را میتوان در فاز آلی به دست آورد.
تحقیقات در مورد خواص لیپاز عمدتاً شامل جنبه هایی مانند دما و pH بهینه، دما و ثبات pH، ویژگی بستر و ... می باشد. از نظر وزن مولکولی، pH بهینه، دمای مطلوب، pH و پایداری حرارتی، نقطه ایزوالکتریک و سایر خواص بیوشیمیایی متفاوت است (Veeraragavan et al.). به طور کلی، لیپازهای میکروبی نسبت به لیپازهای حیوانی و گیاهی دارای pH عملیاتی و محدوده دمای عملیاتی وسیع تری هستند، پایداری و فعالیت بالایی دارند و مختص بسترها هستند (Schmid et al.; Kazlauskas et al.).
ویژگی کاتالیزوری لیپاز این است که فعالیت کاتالیزوری آن در سطح مشترک روغن و آب بیشتر است. Sarda و Desnnelv این پدیده را در اوایل سال 1958 کشف کردند. آنزیم های محلول در آب روی بسترهای نامحلول در آب عمل می کنند و واکنش در سطح مشترک دو فاز کاملاً متفاوت که از یکدیگر جدا شده اند رخ می دهد. این مشخصه ای است که لیپاز را از استراز متمایز می کند. بستر استراز (E C3.1.1.1) محلول در آب است و بستر بهینه آن استرهای تشکیل شده از اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه (کمتر یا مساوی C8) است.
لیپاز یکی از آنزیمهای مهم صنعتی است. این می تواند لیپولیز، ترانس استریفیکاسیون، سنتز استر و سایر واکنش ها را کاتالیز کند و به طور گسترده در صنایع فرآوری روغن، غذا، دارو، مواد شیمیایی روزانه و سایر صنایع استفاده می شود. لیپازها از منابع مختلف دارای ویژگیهای کاتالیزوری و فعالیتهای کاتالیزوری متفاوتی هستند. در میان آنها، تولید لیپازها در مقیاس بزرگ با توابع ترانس استری یا استریفیکاسیون برای سنتز فاز آلی برای سنتز آنزیمی مواد شیمیایی خوب و ترکیبات کایرال اهمیت زیادی دارد.
لیپاز یک هیدرولاز باند استری ویژه است که بر روی پیوندهای استری تری گلیسیریدها عمل می کند تا تری گلیسیرید را به دی گلیسرید، مونوگلیسرید، گلیسرول و اسیدهای چرب تجزیه کند.
آنزیم یک پروتئین فعال است. بنابراین تمام عواملی که بر فعالیت پروتئین تأثیر می گذارند بر فعالیت آنزیم تأثیر می گذارند. فعالیت آنزیم هایی که با سوبستراها برهم کنش دارند تحت تأثیر عوامل زیادی مانند دما، مقدار pH، غلظت محلول آنزیم، غلظت سوبسترا، فعال کننده ها یا مهارکننده های آنزیم و غیره است.
لیپاز به طور گسترده در بین میکروارگانیسم ها توزیع می شود و باکتری های سازنده آن عمدتا کپک ها و باکتری ها هستند. 33 لیپاز منتشر شده از منابع مختلف مناسب برای پردازش تری گلیسیرید وجود دارد که 18 مورد از کپک ها و 7 مورد از باکتری ها هستند.
لیپاز می تواند گلیسریدها (روغن، چربی) را هیدرولیز کند و اسیدهای چرب، دی گلیسیرید، مونوگلیسرید و گلیسرول را در مراحل مختلف آزاد کند. اسیدهای چرب تولید شده توسط هیدرولیز را می توان با یک محلول قلیایی استاندارد تیتر کرد و مقدار تیتر نشان دهنده فعالیت آنزیم است.
مکانیسم کاتالیزوری لیپاز
لیپاز میل ترکیبی با سطح مشترک روغن و آب دارد و می تواند هیدرولیز مواد لیپیدی نامحلول در آب را با سرعت بالایی در سطح مشترک روغن و آب کاتالیز کند. لیپاز بر روی لایه رابط آبگریز-آب گریز سیستم عمل می کند، که آن نیز با مشخصه استراز متفاوت است.
لیپازها از منابع مختلف ممکن است تفاوت های زیادی در توالی اسیدهای آمینه داشته باشند، اما ساختار سوم آنها بسیار مشابه است. باقیمانده های محل فعال لیپاز از سرین، اسید آسپارتیک و هیستیدین تشکیل شده است و به کلاس پروتئاز سرین تعلق دارند. محل کاتالیزوری لیپاز در مولکول دفن شده و سطح آن توسط یک ساختار کلاهک مانند مارپیچی پوشیده شده است که توسط بقایای اسید آمینه نسبتاً آبگریز (همچنین به عنوان "درپوش" شناخته می شود)، که از محل کاتالیزوری سه گانه محافظت می کند. ماهیت آمفی پاتیک مارپیچ در "درپوش" بر توانایی اتصال لیپاز به بستر در سطح مشترک روغن و آب تأثیر می گذارد و آمفی پاتیک ضعیف آن منجر به کاهش فعالیت لیپاز می شود. سطح بیرونی "درپوش" نسبتا آبدوست است، در حالی که سطح داخلی، رو به روی نسبتا آبگریز است. به دلیل ارتباط بین لیپاز و سطح مشترک روغن و آب، "درب" باز می شود و محل فعال در معرض دید قرار می گیرد که توانایی اتصال بستر به لیپاز را افزایش می دهد. سوبسترا می تواند به راحتی وارد کانال آبگریز شده و با محل فعال ترکیب شود و کمپلکس آنزیم-سوبسترا را تشکیل دهد. پدیده فعالسازی سطحی میتواند آبگریزی را در نزدیکی محل کاتالیزوری افزایش دهد، که باعث میشود مارپیچ تغییر جهت دهد و در نتیجه محل کاتالیزوری را در معرض دید قرار دهد. وجود رابط همچنین می تواند به آنزیم اجازه دهد تا یک لایه هیدراتاسیون ناقص را تشکیل دهد که برای تشکیل آلیفاتیک بسترهای آبگریز مفید است. زنجیرههای جانبی روی سطح مولکول آنزیم جمع میشوند و کاتالیز آنزیم را آسانتر میکنند.
اگر مایل به کسب اطلاعات بیشتر هستید، لطفا تماس بگیریدsales@sxytbio.com,برای تماس آنلاین با ما اینجا را کلیک کنید
