fonte
La lipasi è ampiamente presente negli animali, nelle piante e nei microrganismi. Le piante che contengono più lipasi sono i semi delle colture oleaginose, come i semi di ricino e di colza. Quando i semi oleaginosi germinano, la lipasi può lavorare insieme ad altri enzimi per catalizzare la decomposizione di oli e grassi per produrre zuccheri, fornendo ai semi la capacità di radicare. Nutrienti ed energia necessari per la germinazione; il pancreas e il tessuto adiposo degli animali superiori contengono più lipasi nel corpo dell'animale. C'è una piccola quantità di lipasi nel succo intestinale, che viene utilizzata per integrare la mancanza di digestione dei grassi da parte della lipasi pancreatica. Negli animali carnivori Il succo gastrico contiene una piccola quantità di butirrinasi. Negli animali, vari tipi di lipasi controllano processi come la digestione, l'assorbimento, la ricostruzione dei grassi e il metabolismo delle lipoproteine; le lipasi sono più abbondanti nei batteri, nei funghi e nei lieviti (Pandey et al.). Poiché esistono molti tipi di microrganismi, si riproducono rapidamente e sono inclini alla variazione genetica, hanno un intervallo di pH, un intervallo di temperatura e una specificità del substrato più ampi rispetto ad animali e piante, e le lipasi derivate da microrganismi sono generalmente enzimi extracellulari secreti. I principali microrganismi di fermentazione sono Aspergillus niger, Candida, ecc. È adatto per la produzione industriale su larga scala e per ottenere campioni ad alta purezza. Pertanto, la lipasi microbica è un'importante fonte di lipasi industriale. In genere, le proprietà della lipasi da diverse fonti sono diverse ed è anche di grande importanza nella ricerca teorica.
natura
La lipasi è un tipo di enzima con una varietà di capacità catalitiche. Può catalizzare l'idrolisi, l'alcolisi, l'esterificazione, la transesterificazione e la sintesi inversa di triacilgliceridi e altri esteri insolubili in acqua. Inoltre, esibisce anche altre attività enzimatiche, come fosfolipasi, lisofosfolipasi, colesterolo esterasi, attività acilpeptide idrolasi, ecc. (Hara; Schmid). Le diverse attività della lipasi dipendono dalle caratteristiche del sistema di reazione, come la promozione dell'idrolisi dell'estere all'interfaccia olio-acqua, mentre la sintesi enzimatica e la transesterificazione possono essere ottenute nella fase organica.
La ricerca sulle proprietà della lipasi comprende principalmente aspetti quali temperatura e pH ottimali, stabilità di temperatura e pH, specificità del substrato, ecc. Ad oggi, un gran numero di lipasi microbiche è stato isolato, purificato e le loro proprietà sono state studiate, e differiscono per peso molecolare, pH ottimale, temperatura ottimale, pH e stabilità termica, punto isoelettrico e altre proprietà biochimiche (Veeraragavan et al. ). In generale, le lipasi microbiche hanno un pH operativo e un intervallo di temperatura operativa più ampi rispetto alle lipasi animali e vegetali, elevata stabilità e attività e sono specifiche per i substrati (Schmid et al.; Kazlauskas et al.).
La caratteristica catalitica della lipasi è che la sua attività catalitica è massima all'interfaccia olio-acqua. Sarda e Desnelv scoprirono questo fenomeno già nel 1958. Gli enzimi idrosolubili agiscono su substrati insolubili in acqua e la reazione avviene all'interfaccia di due fasi completamente diverse che sono separate l'una dall'altra. Questa è una caratteristica che distingue la lipasi dall'esterasi. Il substrato dell'esterasi (E C3.1.1.1) è idrosolubile e il suo substrato ottimale sono gli esteri formati da acidi grassi a catena corta (inferiori o uguali a C8).
La lipasi è una delle più importanti preparazioni enzimatiche industriali. Può catalizzare la lipolisi, la transesterificazione, la sintesi di esteri e altre reazioni, ed è ampiamente utilizzata nella lavorazione del petrolio, nell'industria alimentare, in quella medica, chimica quotidiana e in altre industrie. Le lipasi provenienti da diverse fonti hanno diverse caratteristiche catalitiche e attività catalitiche. Tra queste, la produzione su larga scala di lipasi con funzioni di transesterificazione o esterificazione per la sintesi di fase organica è di grande importanza per la sintesi enzimatica di prodotti chimici fini e composti chirali.
La lipasi è una speciale idrolasi del legame estere che agisce sui legami estere dei trigliceridi per degradarli in digliceridi, monogliceridi, glicerolo e acidi grassi.
Un enzima è una proteina attiva. Pertanto, tutti i fattori che influenzano l'attività proteica influenzano l'attività enzimatica. L'attività degli enzimi che interagiscono con i substrati è influenzata da molti fattori come temperatura, valore del pH, concentrazione della soluzione enzimatica, concentrazione del substrato, attivatori o inibitori enzimatici, ecc.
La lipasi è ampiamente distribuita tra i microrganismi e i batteri che la producono sono principalmente muffe e batteri. Ci sono 33 lipasi pubblicate da diverse fonti adatte all'elaborazione dei trigliceridi, 18 delle quali provengono da muffe e 7 da batteri.
La lipasi può idrolizzare i gliceridi (olio, grasso) e rilasciare acidi grassi, digliceridi, monogliceridi e glicerolo in diverse fasi. Gli acidi grassi generati dall'idrolisi possono essere titolati con una soluzione alcalina standard e il valore del titolo rappresenta l'attività enzimatica.
Meccanismo catalitico della lipasi
La lipasi ha un'affinità per l'interfaccia olio-acqua e può catalizzare l'idrolisi di sostanze lipidiche insolubili in acqua ad alta velocità all'interfaccia olio-acqua; la lipasi agisce sullo strato di interfaccia idrofilo-idrofobo del sistema, che è anche diverso dall'esterasi, una caratteristica.
Le lipasi di diverse fonti possono avere grandi differenze nelle sequenze di amminoacidi, ma le loro strutture terziarie sono molto simili. I residui del sito attivo della lipasi sono composti da serina, acido aspartico e istidina e appartengono alla classe delle serina proteasi. Il sito catalitico della lipasi è sepolto nella molecola e la sua superficie è ricoperta da una struttura a forma di cappuccio a spirale formata da residui di amminoacidi relativamente idrofobici (noti anche come "coperchio"), che protegge il sito catalitico del tripletto. La natura anfipatica dell'elica nel "coperchio" influenzerà la capacità di legame della lipasi al substrato all'interfaccia olio-acqua e la sua indebolita anfipatologia porterà a una riduzione dell'attività della lipasi. La superficie esterna del "coperchio" è relativamente idrofila, mentre la superficie interna rivolta verso l'esterno è relativamente idrofobica. A causa dell'associazione tra lipasi e interfaccia olio-acqua, il "coperchio" si apre e il sito attivo viene esposto, il che aumenta la capacità di legame del substrato alla lipasi. Il substrato può facilmente entrare nel canale idrofobico e combinarsi con il sito attivo per formare un complesso enzima-substrato. Il fenomeno di attivazione interfacciale può aumentare l'idrofobicità vicino al sito catalitico, causando il riorientamento dell'elica, esponendo così il sito catalitico; la presenza dell'interfaccia può anche consentire all'enzima di formare uno strato di idratazione incompleto, che è vantaggioso per la formazione alifatica di substrati idrofobici. Le catene laterali si ripiegano sulla superficie della molecola enzimatica, rendendo più facile procedere con la catalisi enzimatica.
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