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脂肪酶
羧基酯水解酶類的一種
基本信息
| 中文名 | 脂肪酶 |
| 外文名 | Lipase |
| 來源 | 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：脂肪酶
英文名稱: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(dāng)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物質(zhì)生成糖類，提供種子生根發(fā)芽所必需的養(yǎng)料和能量；動(dòng)物體內(nèi)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(bǔ)充胰脂肪酶對(duì)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(nèi)，各類脂肪酶控制著消化、吸收、脂肪重建和脂蛋白代謝等過程；細(xì)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一性，且微生物來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)用脂肪酶的重要來源，一般不同來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
按脂肪酶對(duì)底物的特異性可分為三類：脂肪酸特異性、位置特異性和立體特異性。依據(jù)脂肪酶的來源不同，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。不同來源的脂肪酶可以催化同一反應(yīng)，但反應(yīng)條件相同時(shí)，酶促反應(yīng)的速率、特異性等則不盡相同。
性質(zhì)
脂肪酶是一類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的水解、醇解、酯化、轉(zhuǎn)酯化及酯類的逆向合成反應(yīng)，除此之外還表現(xiàn)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)揮依賴于反應(yīng)體系的特點(diǎn)，如在油水界面促進(jìn)酯水解，而在有機(jī)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(wěn)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?cè)诜肿恿?、最適pH、最適溫度、pH和熱穩(wěn)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(wěn)定性和活性，對(duì)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(xiàn)了這一現(xiàn)象。溶于水的酶作用于不溶于水的底物，反應(yīng)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(qū)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(yīng)，廣泛應(yīng)用于油脂加工、食品、醫(yī)藥、日化等工業(yè)。不同來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(jī)相合成的具有轉(zhuǎn)酯化或酯化功能的脂肪酶的規(guī)模化生產(chǎn)對(duì)于酶催化合成精細(xì)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(duì)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(xì)菌。已經(jīng)公布的適用于甘油三酯加工的不同來源的脂肪酶有33種，其中18種來自霉菌，7種來自細(xì)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(biāo)準(zhǔn)的堿溶液滴定，以滴定值表示酶活力。
水解
主要用途
微生物來源的脂肪酶可用來增強(qiáng)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(jī)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物質(zhì)；脂肪酶作用在體系的親水-疏水界面層，這也是區(qū)別于酯酶的一個(gè)特征。
來源不同的脂肪酶，在氨基酸序列上可能存在較大差異，但其三級(jí)結(jié)構(gòu)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。脂肪酶的催化部位埋在分子中，表面被相對(duì)疏水的氨基酸殘基形成的螺旋蓋狀結(jié)構(gòu)覆蓋（又稱“蓋子”），對(duì)三聯(lián)體催化部位起保護(hù)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(jié)合能力，其雙親性減弱將導(dǎo)致脂肪酶活性的降低?！吧w子”的外表面相對(duì)親水，而面向內(nèi)部的內(nèi)表面則相對(duì)疏水。由于脂肪酶與油-水界面的締合作用，導(dǎo)致“蓋子”張開，活性部位暴露，使底物與脂肪酶結(jié)合能力增強(qiáng)，底物較容易地進(jìn)入疏水性的通道而與活性部位結(jié)合生成酶-底物復(fù)合物。界面活化現(xiàn)象可提高催化部位附近的疏水性，導(dǎo)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(cè)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(guó)際單位，以u(píng)/ml或者u/g表示。
正常值
⑴滴定法：酶促反應(yīng)4h為0.06～0.89U/ml，酶促反應(yīng)16～24h為0.2～1.5U/ml。
臨床意義
活性測(cè)定
方法：
⒈粗酶液的制備
⒉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
本實(shí)驗(yàn)以10 mL色拉油為底物，以酶用量、水解溫度、反應(yīng)時(shí)間為因素，通過酸價(jià)的測(cè)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(shù)，它用于衡量油脂的水解程度。實(shí)驗(yàn)中用酸堿滴定法測(cè)定水解液的酸價(jià)，參照文獻(xiàn)[ 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(yīng)，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(nèi)不消失為終點(diǎn)，記錄消耗的NaOH溶液毫升數(shù)（V）。用同樣的方法測(cè)定空白值，每個(gè)試驗(yàn)重復(fù)兩次，以平均值作為測(cè)定結(jié)果。
酸價(jià)按下式計(jì)算：
X = C (V - V0) ×40 /M
C—NaOH標(biāo)準(zhǔn)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(cè)定
在最佳水解條件下，分別測(cè)得粗脂肪酶和標(biāo)準(zhǔn)脂肪酶水解液的酸價(jià)X1、X2 ，根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)脂肪酶活力。
5標(biāo)準(zhǔn)脂肪酶液的配制
根據(jù)實(shí)驗(yàn)最佳條件，配制標(biāo)準(zhǔn)脂肪酶液。一篇相關(guān)文獻(xiàn) 粗脂肪酶活力的測(cè)定方法的研究.pdf
答：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，本實(shí)驗(yàn)以10 mL色拉油為底物，以酶用量、水解溫度、反應(yīng)時(shí)間為因素，通過酸價(jià)的測(cè)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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