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脂肪酶
羧基酯水解酶類(lèi)的一種
基本信息
| 中文名 | 脂肪酶 |
| 外文名 | Lipase |
| 來(lái)源 | 存在于動(dòng)植物和微生物中 |
| 基本組成單位 | 僅為氨基酸 |
| 中文別名 | 甘油酯水解酶 |
簡(jiǎn)介
中文名稱(chēng)：脂肪酶
英文名稱(chēng):Lipase
英文別名:Rizolipase [USAN:INN]; Accelerase; Allzyme Lipase; Amano N-AP; Butyrinase; Chirazyme L; E.C.3.1.1.3.; Enzylon PF; Fetipase; Fluozim G 3Kh; Fungal lipase; GA 56 (Enzyme); GA-56; Glycerol ester hydrolase; Ilozyme; Lipase AP; Lipase, fungal; Lipase, triacylglycerol; Lipazin; Meito MY 30; Remzyme PL 600; Rizolipasa; Rizolipasa [INN-Spanish]; Rizolipase; Rizolipasum; Rizolipasum [INN-Latin]; Steapsin; Takedo 1969-4-9; TheraCLEC-Lipase; Triacetinase; Triacylglycerol hydrolase; Triacylglycerol lipase; Tributyrase; Tributyrin esterase; Tributyrinase; Triglyceride hydrolase; Triglyceride lipase; Triolein hydrolase; Tween esterase; Tween hydrolase; Tweenase; UNII-8MYC33932O; UNII-FQ3DRG0N5K; Lipase of Rhizopus arrhizus var. Delemar; Plant lipase; Animal lipase
來(lái)源
脂肪酶廣泛的存在于動(dòng)植物和微生物中。植物中含脂肪酶較多的是油料作物的種子，如蓖麻籽、油菜籽，當油料種子發(fā)芽時(shí)，脂肪酶能與其他的酶協(xié)同發(fā)揮作用催化分解油脂類(lèi)物質(zhì)生成糖類(lèi)，提供種子生根發(fā)芽所必需的養料和能量；動(dòng)物體內含脂肪酶較多的是高等動(dòng)物的胰臟和脂肪組織，在腸液中含有少量的脂肪酶，用于補充胰脂肪酶對脂肪消化的不足，在肉食動(dòng)物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。在動(dòng)物體內，各類(lèi)脂肪酶控制著(zhù)消化、吸收、脂肪重建和脂蛋白代謝等過(guò)程；細菌、真菌和酵母中的脂肪酶含量更為豐富（Pandey等）。由于微生物種類(lèi)多、繁殖快、易發(fā)生遺傳變異，具有比動(dòng)植物更廣的作用p H、作用溫度范圍以及底物專(zhuān)一性，且微生物來(lái)源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶，主要的發(fā)酵微生物有黑曲霉，假絲酵母等等。適合于工業(yè)化大生產(chǎn)和獲得高純度樣品，因此微生物脂肪酶是工業(yè)用脂肪酶的重要來(lái)源，一般不同來(lái)源的脂肪酶特性也不一樣并且在理論研究方面也具有重要的意義。
分類(lèi)
按脂肪酶對底物的特異性可分為三類(lèi)：脂肪酸特異性、位置特異性和立體特異性。依據脂肪酶的來(lái)源不同，脂肪酶還可以分為動(dòng)物性脂肪酶、植物性脂肪酶和微生物性脂肪酶。不同來(lái)源的脂肪酶可以催化同一反應，但反應條件相同時(shí)，酶促反應的速率、特異性等則不盡相同。
性質(zhì)
脂肪酶是一類(lèi)具有多種催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯類(lèi)的水解、醇解、酯化、轉酯化及酯類(lèi)的逆向合成反應，除此之外還表現出其他一些酶的活性，如磷脂酶、溶血磷脂酶、膽固醇酯酶、酰肽水解酶活性等（Hara；Schmid）。脂肪酶不同活性的發(fā)揮依賴(lài)于反應體系的特點(diǎn)，如在油水界面促進(jìn)酯水解，而在有機相中可以酶促合成和酯交換。
脂肪酶的性質(zhì)研究主要包括最適溫度與pH、溫度與pH穩定性、底物特異性等幾個(gè)方面。迄今，已分離、純化了大量的微生物脂肪酶，并研究了其性質(zhì)，它們在分子量、最適pH、最適溫度、pH和熱穩定性、等電點(diǎn)和其他生化性質(zhì)方面存在不同（Veeraragavan等）?？傮w而言，微生物脂肪酶具有比動(dòng)植物脂肪酶更廣的作用pH、作用溫度范圍，高穩定性和活性，對底物有特異性（Schmid等；Kazlauskas等）。
脂肪酶的催化特性在于：在油水界面上其催化活力最大，早在1958年Sarda和Desnnelv 就發(fā)現了這一現象。溶于水的酶作用于不溶于水的底物，反應是在2個(gè)彼此分離的完全不同的相的界面上進(jìn)行。這是脂肪酶區別于酯酶的一個(gè)特征。酯酶（E C3.1.1.1）作用的底物是水溶性的，并且其最適底物是由短鏈脂肪酸（≤C8）形成的酯。
脂肪酶是重要的工業(yè)酶制劑品種之一，可以催化解脂、酯交換、酯合成等反應，廣泛應用于油脂加工、食品、醫藥、日化等工業(yè)。不同來(lái)源的脂肪酶具有不同的催化特點(diǎn)和催化活力。其中用于有機相合成的具有轉酯化或酯化功能的脂肪酶的規?；a(chǎn)對于酶催化合成精細化學(xué)品和手性化合物有重要意義。
酶是一種活性蛋白質(zhì)。因此，一切對蛋白質(zhì)活性有影響的因素都影響酶的活性。酶與底物作用的活性，受溫度、pH值、酶液濃度、底物濃度、酶的激活劑或抑制劑等許多因素的影響。
脂肪酶在微生物中有廣泛的分布，其產(chǎn)生菌主要是霉菌和細菌。已經(jīng)公布的適用于甘油三酯加工的不同來(lái)源的脂肪酶有33種，其中18種來(lái)自霉菌，7種來(lái)自細菌。
脂肪酶可將甘油酯（油、脂）水解，在不同階段可釋放出脂肪酸、甘油二酯、甘油單酯及甘油。水解生成的脂肪酸，可以用標準的堿溶液滴定，以滴定值表示酶活力。
水解
主要用途
微生物來(lái)源的脂肪酶可用來(lái)增強干酪制品的風(fēng)味。牛奶中脂肪的有限水解可用于巧克力牛奶的生產(chǎn)。脂肪酶可使食品形成特殊的牛奶風(fēng)味。
催化機制
脂肪酶具有油-水界面的親和力，能在油-水界面上高速率的催化水解不溶于水的脂類(lèi)物質(zhì)；脂肪酶作用在體系的親水-疏水界面層，這也是區別于酯酶的一個(gè)特征。
來(lái)源不同的脂肪酶，在氨基酸序列上可能存在較大差異，但其三級結構卻非常相似。脂肪酶的活性部位殘基由絲氨酸、天冬氨酸、組氨酸組成，屬于絲氨酸蛋白酶類(lèi)。脂肪酶的催化部位埋在分子中，表面被相對疏水的氨基酸殘基形成的螺旋蓋狀結構覆蓋（又稱(chēng)“蓋子”），對三聯(lián)體催化部位起保護作用?！吧w子”中的α-螺旋的雙親性會(huì )影響脂肪酶與底物在油-水界面的結合能力，其雙親性減弱將導致脂肪酶活性的降低?！吧w子”的外表面相對親水，而面向內部的內表面則相對疏水。由于脂肪酶與油-水界面的締合作用，導致“蓋子”張開(kāi)，活性部位暴露，使底物與脂肪酶結合能力增強，底物較容易地進(jìn)入疏水性的通道而與活性部位結合生成酶-底物復合物。界面活化現象可提高催化部位附近的疏水性，導致α-螺旋再定向，從而暴露出催化部位；界面的存在還可以使酶形成不完全的水化層，這有利于疏水性底物的脂肪族側鏈折疊到酶分子表面，使酶催化易于進(jìn)行。
酶活表述
在一定溫度和一定pH條件下，水解甘油三酯每分鐘生成1μmol脂肪酸的酶量，即為一個(gè)國際單位，以u/ml或者u/g表示。
正常值
⑴滴定法：酶促反應4h為0.06～0.89U/ml，酶促反應16～24h為0.2～1.5U/ml。
臨床意義
活性測定
方法：
⒈粗酶液的制備
⒉實(shí)驗設計
本實(shí)驗以10 mL色拉油為底物，以酶用量、水解溫度、反應時(shí)間為因素，通過(guò)酸價(jià)的測定選定其水解的最佳條件。
酸價(jià)是指中和1 mol游離脂肪酸所需NaOH的毫克數，它用于衡量油脂的水解程度。實(shí)驗中用酸堿滴定法測定水解液的酸價(jià)，參照文獻[ 3， 4 ]中所使用的方法，向所得的水解液滴加1 mL 95%的乙醇溶液，搖勻，終止反應，并加入2滴酚酞指示劑，迅速用0.05 mol/L的NaOH溶液滴定至溶液呈微紅色，在30 s內不消失為終點(diǎn)，記錄消耗的NaOH溶液毫升數（V）。用同樣的方法測定空白值，每個(gè)試驗重復兩次，以平均值作為測定結果。
酸價(jià)按下式計算：
X = C (V - V0) ×40 /M
C—NaOH標準溶液的濃度（mol/L)
M —試樣的質(zhì)量（g)
40—NaOH的mmol質(zhì)量（mg/mmol)
4 粗脂肪酶活力的測定
在最佳水解條件下，分別測得粗脂肪酶和標準脂肪酶水解液的酸價(jià)X1、X2 ，根據公式U1 /U= X1 / X2求得粗脂肪酶的活力，其中U1為粗脂肪酶活力， U為標準脂肪酶活力。
5標準脂肪酶液的配制
根據實(shí)驗最佳條件，配制標準脂肪酶液。一篇相關(guān)文獻 粗脂肪酶活力的測定方法的研究.pdf
答：實(shí)驗設計，本實(shí)驗以10 mL色拉油為底物，以酶用量、水解溫度、反應時(shí)間為因素，通過(guò)酸價(jià)的測定選定其水解的最佳條件。用色拉油作底物不太妥，一般是用橄欖油，化學(xué)純的。
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