ما هي آلية تحفيز الليباز؟

مصدر

يوجد الليباز على نطاق واسع في الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة. النباتات التي تحتوي على المزيد من الليباز هي بذور المحاصيل الزيتية، مثل بذور الخروع وبذور اللفت. عندما تنبت البذور الزيتية، يمكن للليباز أن يعمل بالاشتراك مع إنزيمات أخرى لتحفيز تحلل الزيوت والدهون لإنتاج السكريات، مما يوفر للبذور القدرة على التجذر. العناصر الغذائية والطاقة اللازمة للإنبات؛ يحتوي البنكرياس والأنسجة الدهنية للحيوانات العليا على المزيد من الليباز في جسم الحيوان. توجد كمية صغيرة من الليباز في العصارة المعوية، والتي تستخدم لتكملة نقص هضم الدهون عن طريق الليباز البنكرياسي. في الحيوانات آكلة اللحوم يحتوي عصير المعدة على كمية صغيرة من البيوتيريناز. في الحيوانات، تتحكم أنواع مختلفة من الليباز في عمليات مثل الهضم والامتصاص وإعادة بناء الدهون واستقلاب البروتين الدهني؛ الليباز أكثر وفرة في البكتيريا والفطريات والخميرة (باندي وآخرون). نظرًا لوجود العديد من أنواع الكائنات الحية الدقيقة، فإنها تتكاثر بسرعة وعرضة للتنوع الجيني، ولديها نطاق pH ونطاق درجة حرارة وخصوصية ركيزة أوسع من الحيوانات والنباتات، والليبازات المشتقة من الكائنات الحية الدقيقة تفرز عمومًا إنزيمات خارج الخلية. الكائنات الحية الدقيقة الرئيسية للتخمير هي Aspergillus niger وCandida وما إلى ذلك. وهي مناسبة للإنتاج الصناعي واسع النطاق والحصول على عينات عالية النقاء. لذلك، فإن الليباز الميكروبي هو مصدر مهم للليباز الصناعي. بشكل عام، تختلف خصائص الليباز من مصادر مختلفة وهو أيضًا ذو أهمية كبيرة في البحث النظري.

طبيعة

الليباز هو نوع من الإنزيمات ذات مجموعة متنوعة من القدرات التحفيزية. يمكنه تحفيز التحلل المائي، والتحلل الكحولي، والأسترة، والتحويل إلى إسترة، والتخليق العكسي للجليسريدات الثلاثية وغيرها من الإسترات غير القابلة للذوبان في الماء. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يُظهر أيضًا أنشطة إنزيمية أخرى، مثل نشاط الفوسفوليباز، والليزوفوسفوليباز، وإستراز الكوليسترول، ونشاط هيدرولاز أسيل ببتيد، وما إلى ذلك. (هارا؛ شميد). تعتمد الأنشطة المختلفة للليباز على خصائص نظام التفاعل، مثل تعزيز تحلل الإستر عند واجهة الزيت والماء، بينما يمكن تحقيق التخليق الأنزيمي والتحويل إلى إسترة في المرحلة العضوية.
تتضمن الأبحاث حول خصائص الليباز بشكل أساسي جوانب مثل درجة الحرارة والرقم الهيدروجيني الأمثل، ودرجة الحرارة واستقرار الرقم الهيدروجيني، وخصوصية الركيزة، وما إلى ذلك. حتى الآن، تم عزل عدد كبير من الليبازات الميكروبية وتنقيتها ودراسة خصائصها، وهي تختلف في الوزن الجزيئي، والرقم الهيدروجيني الأمثل، ودرجة الحرارة المثلى، والرقم الهيدروجيني والاستقرار الحراري، والنقطة الكهربائية المتساوية، وغيرها من الخصائص الكيميائية الحيوية (Veeraragavan et al.). بشكل عام، تتمتع الليبازات الميكروبية بدرجة حموضة تشغيلية ونطاق درجة حرارة تشغيل أوسع من الليبازات الحيوانية والنباتية، واستقرار ونشاط عاليين، وهي خاصة بالركائز (Schmid et al.؛ Kazlauskas et al.).
الخاصية التحفيزية لليباز هي أن نشاطه التحفيزي يكون أعظم عند واجهة الزيت والماء. اكتشف ساردا وديسنيلف هذه الظاهرة في وقت مبكر من عام 1958. تعمل الإنزيمات القابلة للذوبان في الماء على ركائز غير قابلة للذوبان في الماء، ويحدث التفاعل عند واجهة مرحلتين مختلفتين تمامًا منفصلتين عن بعضهما البعض. هذه سمة تميز الليباز عن الإستريز. ركيزة الإستريز (E C3.1.1.1) قابلة للذوبان في الماء، وركائزها المثالية هي الإسترات المتكونة من الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (أقل من أو تساوي C8).
الليباز هو أحد أهم مستحضرات الإنزيمات الصناعية. يمكنه تحفيز تحلل الدهون، وإعادة الاسترة، وتخليق الإستر وغيرها من التفاعلات، ويستخدم على نطاق واسع في معالجة الزيوت، والأغذية، والأدوية، والمواد الكيميائية اليومية وغيرها من الصناعات. تتمتع الليبازات من مصادر مختلفة بخصائص تحفيزية وأنشطة تحفيزية مختلفة. ومن بينها، فإن الإنتاج واسع النطاق للليبازات ذات وظائف إعادة الاسترة أو الاسترة لتخليق الطور العضوي له أهمية كبيرة للتخليق الأنزيمي للمواد الكيميائية الدقيقة والمركبات الكيرالية.
الليباز هو هيدروليز رابطة إسترية خاصة تعمل على الروابط الإسترية للدهون الثلاثية لتحلل الدهون الثلاثية إلى ثنائيات الجليسريد وأحاديات الجليسريد والجلسرين والأحماض الدهنية.
الإنزيم هو بروتين نشط، وبالتالي فإن جميع العوامل التي تؤثر على نشاط البروتين تؤثر على نشاط الإنزيم، ويتأثر نشاط الإنزيمات المتفاعلة مع الركائز بالعديد من العوامل مثل درجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني وتركيز محلول الإنزيم وتركيز الركيزة ومنشطات الإنزيم أو مثبطاته وما إلى ذلك.
إن الليباز منتشر على نطاق واسع بين الكائنات الحية الدقيقة، والبكتيريا المنتجة له ​​هي في الأساس العفن والبكتيريا. هناك 33 ليبازًا منشورًا من مصادر مختلفة مناسبة لمعالجة الدهون الثلاثية، 18 منها من العفن و7 من البكتيريا.
يمكن للليباز تحليل الجلسريدات (الزيت والدهون) وإطلاق الأحماض الدهنية والدهون الثنائية والدهون الأحادية والجلسرين في مراحل مختلفة. يمكن معايرة الأحماض الدهنية الناتجة عن التحليل باستخدام محلول قلوي قياسي، وتمثل قيمة العيار نشاط الإنزيم.

آلية تحفيز الليباز

يتمتع الليباز بتقارب لواجهة الزيت والماء ويمكنه تحفيز تحلل المواد الدهنية غير القابلة للذوبان في الماء بمعدل مرتفع عند واجهة الزيت والماء؛ ويعمل الليباز على طبقة الواجهة المحبة للماء - الكارهة للماء في النظام، والتي تختلف أيضًا عن خاصية الإستريز.
قد تختلف الليبازات من مصادر مختلفة اختلافًا كبيرًا في تسلسل الأحماض الأمينية، لكن هياكلها الثلاثية متشابهة جدًا. تتكون بقايا الموقع النشط لليباز من السيرين وحمض الأسبارتيك والهيستيدين، وهي تنتمي إلى فئة البروتياز السيريني. يتم دفن الموقع التحفيزي لليباز في الجزيء، ويغطى سطحه ببنية تشبه الغطاء الحلزوني تتكون من بقايا الأحماض الأمينية الكارهة للماء نسبيًا (المعروفة أيضًا باسم "الغطاء")، والتي تحمي الموقع التحفيزي الثلاثي. ستؤثر الطبيعة الأمفيباتية للحلزون - في "الغطاء" على قدرة الليباز على الارتباط بالركيزة عند واجهة الزيت والماء، وستؤدي ضعف أمفيباتيته إلى انخفاض في نشاط الليباز. السطح الخارجي لـ "الغطاء" محب للماء نسبيًا، بينما السطح الداخلي المواجه كاره للماء نسبيًا. نظرًا للارتباط بين الليباز وواجهة الزيت والماء، ينفتح "الغطاء" ويتعرض الموقع النشط، مما يعزز قدرة الركيزة على الارتباط بالليباز. يمكن للركيزة أن تدخل بسهولة إلى القناة الكارهة للماء وتتحد مع الموقع النشط لتكوين معقد الإنزيم والركيزة. يمكن لظاهرة تنشيط الواجهة أن تزيد من كراهية الماء بالقرب من الموقع التحفيزي، مما يتسبب في إعادة توجيه الحلزون، وبالتالي تعريض الموقع التحفيزي؛ يمكن أن يسمح وجود الواجهة أيضًا للإنزيم بتكوين طبقة ترطيب غير مكتملة، وهو أمر مفيد للتكوين الأليفاتي للركائز الكارهة للماء. تطوى السلاسل الجانبية على سطح جزيء الإنزيم، مما يجعل تحفيز الإنزيم أسهل في المتابعة.

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد، يرجى الاتصالsales@sxytbio.com,انقر هنا للاتصال بنا عبر الانترنت