脂肪酶的底物特异性
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脂肪酶是一种水解酶,主要作用于脂肪和甘油三酯,将其分解为甘油和脂肪酸。
其作用机制可以从以下几个方面进行阐述:
1.底物识别与结合:脂肪酶首先通过其活性位点与
底物——脂肪或甘油三酯结合。
由于脂肪和甘油三酯不溶于水,脂肪酶具有一个亲水-疏水双亲结构,活性位点位于疏水口袋内,有利于与脂肪分子的疏水尾部接触并结合。
2.催化水解过程:当脂肪酶与甘油三酯紧密结合后,酶的活性中心,通常包含一个或多个关键氨基酸残基(如丝氨酸、天冬氨酸等),会与底物分子发生作用。
在这个过程中,丝氨酸残基通过其羟基(-OH)作为亲核试剂攻击甘油三
酯的酯键,促使酯键断裂,释放出脂肪酸和甘油-酯中间体。
3.产物释放与再生:断裂后的脂肪酸由于其疏水性
较强,离开酶的活性中心并与水相混溶,从而被释放出去。
接着,酶的活性中心再次准备好进行下一个催化循环。
4.立体选择性与特异性:不同来源和类型的脂肪酶
具有不同的立体选择性和底物特异性,可以优先水解特定位置的酯键,或是对不同链长的脂肪酸表现出不同的水解速率。
简而言之,脂肪酶通过识别、结合并催化底物分子的酯键水解,实现了将脂肪和甘油三酯分解成水溶性成分的过程,这对生物体的脂肪消化、能量代谢、脂质信号传导以及工业应用中的油脂改性等方面都具有重要意义。
1.正常参考值:偶联法健康成人脂肪酶活性:1~54 U/L色原底物法健康成人脂肪酶活性:13~63 U/Lu比浊法健康成人脂肪酶活性:单侧95%上限为7.9 U/L。
2.临床意义胰腺是人体LPS最主要来源。
血清LPS增高常见于急性胰腺炎及胰腺癌,偶见于慢性胰腺炎。
急性胰腺炎时,血清淀粉酶增加的时间较短,而血清LPS活性上升可持续10~15天。
腮腺炎未累及胰腺癌时,LPS通常在正常范围。
此外,总胆管结石或癌、肠梗阻、十二指肠穿孔等有时LPS亦可增高。
血清脂肪酶对急性胰腺炎的诊断有很大帮助。
临床研究证实,其灵敏度为80%~100%,特异性为84%~96%,而淀粉酶的灵敏度为73%~79%,特异性为82%~84%,血清脂肪酶活性测定对急性胰腺炎诊断的灵敏度及特异性均优于淀粉酶活性测定。
脂肪酶的测定脂肪酶是一种能够加速脂肪分解的酶类物质,它在人类的体内起着非常重要的作用。
脂肪酶的测定是衡量人体脂肪代谢能力的一种方法,可以用于研究肥胖、代谢疾病等疾病的发病机制。
脂肪酶的测定方法有很多种,其中最常用的是化学法和免疫法。
化学法是利用化学反应测定脂肪酶的活性,它的原理是将样品与一种特定底物反应,通过测定产生的底物或反应产物的浓度,来计算脂肪酶的活性。
常用的底物有三酰甘油、辅酶A等。
免疫法则是利用特异性抗体与脂肪酶结合反应,进行测定。
这种方法具有灵敏度高、特异性好、操作简单等优点。
在进行脂肪酶测定前,需要收集样品。
常用的样品有血浆、血清、尿液等。
对于血浆和血清样品,需要在采集后立即离心分离血清或血浆,避免冷藏时间过长而影响测定结果。
对于尿液样品,需要在采集后立即保存在冰箱中,避免样品在室温下发生酶解反应。
此外,还需要注意样品的质量和数量,以保证测定结果的准确性。
脂肪酶的测定结果可以反映人体脂肪代谢能力的强弱。
正常情况下,脂肪酶的活性处于一定的范围内。
如果脂肪酶活性过高,说明人体脂肪代谢能力较强,有利于减肥和预防肥胖等疾病;反之,如果脂肪酶活性过低,说明人体脂肪代谢能力较弱,容易出现肥胖和代谢性疾病等问题。
需要注意的是,脂肪酶的测定结果并不是唯一的评估指标,还需要结合其他指标如体重、体脂率、血糖、血脂等指标进行综合分析。
此外,脂肪酶的测定结果也受到许多因素的影响,如年龄、性别、饮食、运动等因素都会对脂肪酶活性产生影响,因此需要综合考虑。
脂肪酶的测定是衡量人体脂肪代谢能力的一种方法,它对于研究肥胖和代谢疾病等疾病的发病机制具有重要的意义。
在进行脂肪酶测定时,需要注意样品的采集、处理和测定方法的选择,以保证测定结果的准确性。
脂肪分解脂肪酶脂肪分解:脂肪酶脂肪是我们身体中常见的一种能量储备物质,它主要存在于脂肪细胞中。
当我们需要能量时,脂肪就会被分解成脂肪酸和甘油,然后通过新陈代谢进入我们的血液,提供能量供给。
这个过程中,脂肪酶发挥着重要的作用。
脂肪酶是一种催化脂肪分解的酶类,也称为脂解酶。
它存在于我们的胰液和肠液中,主要由胰腺和肠道分泌。
脂肪酶通过催化脂肪分子的水解反应,将脂肪分解成脂肪酸和甘油。
这一反应的结果是,脂肪酸和甘油可以被吸收和利用,提供给身体所需的能量。
脂肪酶在脂肪分解过程中起到至关重要的作用。
首先,脂肪酶能够降低脂肪分子的活化能,使其更容易发生水解反应。
这意味着,脂肪酶可以加速脂肪分解的速度,提高能量供给的效率。
脂肪酶具有特异性,只能催化特定类型的脂肪分子。
不同类型的脂肪分子在结构上存在差异,因此需要特定的脂肪酶来催化其分解。
这种特异性保证了脂肪酶只会催化特定的脂肪分子,不会对其他分子产生影响,从而保证了分解过程的精确性和高效性。
脂肪酶还具有高度的稳定性。
它能够在不同的环境条件下维持其催化活性,如不同的温度、酸碱度等。
这使得脂肪酶能够在胰液和肠液等不同的消化液中正常发挥作用,确保脂肪的有效分解和吸收。
脂肪酶的催化作用是一个复杂的过程,涉及到多个步骤和多种分子间的相互作用。
首先,脂肪酶与脂肪分子结合,形成一个酶-底物复合物。
然后,酶通过催化作用降低脂肪分子的活化能,使其发生水解反应。
最后,脂肪分子被分解成脂肪酸和甘油,从而完成脂肪的分解过程。
脂肪酶的催化作用不仅发生在人体内,还广泛存在于其他生物中。
例如,某些微生物和真菌也能产生脂肪酶,用于分解环境中的脂肪物质。
这些脂肪酶在环境中的分解作用对于生态系统的平衡和物质循环具有重要意义。
脂肪酶是一种催化脂肪分解的酶类,它通过降低脂肪分子的活化能,加速脂肪分解的速度。
脂肪酶具有特异性和稳定性,能够精确催化特定类型的脂肪分子,确保分解过程的高效进行。
脂肪酶的催化作用在人体内起着重要作用,为我们提供能量供给。
饲料研究FEED RESEARCH NO .6,20115脂肪酶特性与应用陈倩婷广州博仕奥集团饲料资源不足一直是我国养殖业面临的一个大问题,在耕地和水资源严重紧缺的情况下,粮食产量很难提高。
我国动物生产中饲料转化率低,猪、鸡和奶牛等的饲料转化率均比国际先进水平低0.3 %~0.6 %,使饲料资源不足的问题更加严峻。
饲料用酶制剂的开发和应用极大的缓解了饲料资源的不足,酶制剂在饲料工业中的有效应用使得饲料工业和养殖业安全、高效、环保和可持续发展成为可能。
目前研究较多的饲用酶制剂有蛋白酶、甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶及植酸酶等。
脂肪酶也是一种重要的酶制剂,它能够水解脂肪(三脂酰甘油或三酰甘油)为一酰甘油、二酰甘油和游离脂肪酸,最终产物是甘油和脂肪酸。
产物脂肪酸为动物体生长和繁殖提供能量,部分中链脂肪酸能抑制肠道有害微生物,改善肠道菌落环境,从而促进消化,起到类似抗生素的作用,脂肪酶在常温常压下反应,反应条件温和,转化率高,具有优良的立体选择性,不易产生副产物,避免因化学催化法而带来的有害物质,不会造成环境污染,因此,在食品、皮革、医药、饲料和洗涤剂等许多工业领域中均有广泛的应用。
1 脂肪酶的特性1.1 脂肪酶的来源脂肪酶按其来源主要分为3类:1)动物源性脂肪酶,如:猪和牛等胰脂肪酶提取物;2)植物源脂肪酶,如:蓖麻籽和油菜等;3)微生物源性脂肪酶。
由于微生物种类多、繁殖快且易发生遗传变异,具有比动植物更广的作用pH、作用温度范围及底物专一性,且微生物来源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶,所以,微生物脂肪酶是主要的研究对象。
产微生物脂肪酶菌种的研究主要集中在真菌包括,根霉、黑曲霉、镰孢霉、红曲霉、黄曲霉、毛霉、犁头霉、须霉、白地霉、核盘菌、青霉和木霉;其次是细菌,如:假单胞菌、枯草芽抱杆菌、大肠杆菌工程菌、无色杆菌、小球菌、发光杆菌、黏质赛氏杆菌、无色杆菌、非极端细菌和洋葱伯克霍尔德菌等;另外还有解酯假丝酵母和放线菌。
动物消化道脂肪酶研究概述动物体内存在着多种脂肪酶,它们参与了脂肪消化、吸收、利用的全过程。
由于食物中的酯类(以甘油三酯为例)必须先被脂肪酶水解为甘油二酯、甘油一酯和脂肪酸才能被机体吸收,如何提高食物中酯类的消化吸收率成为现在营养学中的新热点,脂肪酶是其中的研究重点,本文综述了动物消化道十二指肠前脂肪酶(舌部脂肪酶、胃脂肪酶)和胰脂肪酶的特点、特性及研究进展。
1 消化道脂肪酶来源和特点在相当长的一段时间里人们一直认为消化道中脂类的消化起始于肠道,胃被认为是一个临时性的贮存器官,只起到将脂类与其他营养物质混合和搅拌作用,脂类在肠道内由胰脂肪酶水解,而甘油三酯在胃的酶解过程是可以忽略的。
但最近的研究却推翻了这种认识,研究发现十二指肠前脂肪酶(来源和作用于口腔至胃的脂肪酶称作十二指肠前脂肪酶)在胃中对脂肪的消化起着不可或缺的作用,因此,动物消化道内脂肪酶主要包括十二指肠前脂肪酶和十二指肠内的胰脂肪酶,它们共同发挥脂肪消化、吸收的作用。
根据分泌的部位不同,十二指肠前脂肪酶分为舌部脂肪酶和胃脂肪酶,大鼠、小鼠、牛和羊含舌部脂肪酶,兔、猪、狒狒和人含胃脂肪酶。
犊牛的舌部脂肪酶的催化能力比羔羊舌部脂肪酶的催化能力强。
犊牛舌部脂肪酶对三丁酸酯和4-硝基苯基乙酸酯水解的最适pH值分别是6.9和8.0,而羔羊舌部脂肪酶的分别是6.6和6.8。
牛、羊舌部脂肪酶对硝基苯基乙酸酯的最适温度为37.5℃和30℃。
舌部脂肪酶仅能水解短链或中链甘油三酯,但也有报道可以水解链长达C18的甘油三酯,但其水解速度却有很大区别,水解三丁酸甘油酯的速度是水解三油酸甘油酯的3~8倍,此酶的最适pH范围为2.2~8.5,最适作用温度为28~45℃。
Takayuki Kawai和Tohru Fushiki(2003)认为人胃脂肪酶是一个酸稳定性酯解酶,它在胃、十二指肠和空肠中对日粮中的甘油三酯起到消化和吸收作用。
这个酶主要由基底膜上的主细胞合成,然后分泌到胃中,消化胃内容物中10%~30%的甘油三酯,甘油二酯和脂肪酸是主要的产物。
DOI:10.16498/ki.hnnykx.2018.011.001脂肪酶(lipase,EC 3.1.1.3)又称三酰基甘油酰基水解酶(triacylglycerol acylhydrolases),属于α/β折叠酶家族,是一类能够催化天然油脂分解成脂肪酸、甘油和甘油单酯或甘油二酯,并能在有机相中催化转酯、酯化、醇解等多种反应的酯键水解酶。
从其定义可知,有机溶剂耐受性是脂肪酶广泛应用的必备特性[1-2]。
一般来说,脂肪酶在有机相中进行催化反应具有诸多优点:酶的活性更高、稳定性更好、选择性更强,底物的溶解性更好,产物的回收更容易,底物/产物对酶的抑制程度更低,反应平衡更倾向于合成方向等[3]。
因此,脂肪酶在基于有机相催化的应用领域(如食品、精细化工、医药、生物能源等)具有较大潜力[4-5]。
低温碱性脂肪酶在温度10~35℃、pH值8.0~10.5的范围内具有较高的催化活力,较好的有机溶剂耐受性,较差的热稳定性,因此在低温碱性环境的工业领域(如洗涤剂、食品加工、毛纺加工、生物制药、低温环境修复等)应用广泛。
目前,低温碱性脂肪酶最大的应用领域是洗涤剂行业,其主要功能是清除衣物、碗碟、医疗器械上的油污以及疏通因油脂凝固而堵塞的下水管道[6]。
自从第一个有机溶剂耐受脂肪酶被鉴定以来,越来越多的有机溶剂耐受脂肪酶被人们发现,它们主要来源于假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)[7]。
然而,关于沙雷氏菌属(Serratia)脂肪酶具有有机溶剂耐受性的研究报道较少,到目前为止只有少数几个沙雷氏菌属脂肪酶表现出有机溶剂耐受性[8-13]。
笔者以实验室分离并保藏的沙雷氏菌 酸碱耐受低温碱性脂肪酶产酶条件优化及其酶学性质 陈 芳,石红璆,查代明,余甜甜,张炳火,李汉全 (九江学院药学与生命科学学院,江西九江 332000)摘 要:以沙雷氏菌JXJ-7为供试菌株,采用单因素试验确定了其最适发酵培养基配方、最佳胞外产酶条件,并对其粗酶酶学性质进行了研究。
脂肪酶综述脂肪酶综述摘要:脂肪酶(Triacylglycerol lipase E C3.1.1.3)是广泛存在的一种酶,在脂质代谢中发挥重要的作用。
在油水界面上,脂肪酶催化三酰甘油的酯键水解,释放更少酯键的甘油酯或甘油及脂肪酸。
脂肪酶反应条件温和,具有优良的立体选择性,并且不会造成环境污染,因此,在食品、皮革、医药、饲料和洗涤剂等许多工业领域中均有广泛的应用。
本文着重介绍脂肪酶的特点及应用。
关键字:脂肪酶性质来源应用一、脂肪酶简介脂肪酶即三酰基甘油酰基水解酶,它催化天然底物油脂水解,生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。
脂肪酶基本组成单位仅为氨基酸,通常只有一条多肽链。
它的催化活性仅仅决定于它的蛋白质结构。
它是分解脂肪的酶。
在动植物体和微生物中普遍存在,是一类特殊的酯键水解酶,催化如下反应:甘油三酯+ 水= 甘油+ 游离脂肪酸。
它的另一重要特征是只作用于异相系统,即在油(或脂) 一水界面上作用,对均匀分散的或水溶性底物无作用即使作用也极缓慢,因此脂肪酶也可说是专门在异相系统或水不溶性系统的油(脂) —水界面上水解酯的酶。
二、脂肪酶的来源脂肪酶广泛的存在于动植物和微生物中。
植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子,如蓖麻籽、油菜籽,当油料种子发芽时,脂肪酶能与其他的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质生成糖类,提供种子生根发芽所必需的养料和能量;动物体内含脂肪酶较多的是高等动物的胰脏和脂肪组织,在肠液中含有少量的脂肪酶,用于补充胰脂肪酶对脂肪消化的不足,在肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。
在动物体内,各类脂肪酶控制着消化、吸收、脂肪重建和脂蛋白代谢等过程;细菌、真菌和酵母中的脂肪酶含量更为丰富(Pandey等)。
由于微生物种类多、繁殖快、易发生遗传变异,具有比动植物更广的作用p H、作用温度范围以及底物专一性,且微生物来源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶,适合于工业化大生产和获得高纯度样品,因此微生物脂肪酶是工业用脂肪酶的重要来源,并且在理论研究方面也具有重要的意义。