Una lipasa ( / l aɪ p eɪ s / , / - p eɪ z / ) es cualquier enzima que cataliza la hidrólisis de las grasas ( lípidos ). [1] Las lipasas son una subclase de las esterasas .
Las lipasas desempeñan funciones esenciales en la digestión , el transporte y el procesamiento de los lípidos de la dieta (por ejemplo , triglicéridos , grasas , aceites ) en la mayoría de los organismos vivos, si no en todos . Los genes que codifican las lipasas incluso están presentes en ciertos virus . [2] [3]
La mayoría de las lipasas actúan en una posición específica en la columna vertebral de glicerol de un sustrato lipídico (A1, A2 o A3) (intestino delgado). Por ejemplo, la lipasa pancreática humana (HPL), [4] que es la principal enzima que descompone las grasas alimentarias en el sistema digestivo humano , convierte los sustratos de triglicéridos que se encuentran en los aceites ingeridos en monoglicéridos y dos ácidos grasos .
En la naturaleza existen varios otros tipos de actividades de la lipasa, como las fosfolipasas [5] y las esfingomielinasas ; [6] sin embargo, estos generalmente se tratan por separado de las lipasas "convencionales".
Algunas lipasas son expresadas y secretadas por organismos patógenos durante una infección . En particular, Candida albicans tiene muchas lipasas diferentes, posiblemente reflejando una amplia actividad lipolítica , que puede contribuir a la persistencia y virulencia de C. albicans en el tejido humano. [7]
Estructura y mecanismo catalítico
En la naturaleza se encuentra una gama diversa de enzimas lipasa genéticamente distintas, y representan varios tipos de pliegues de proteínas y mecanismos catalíticos. Sin embargo, la mayoría se basan en un pliegue de hidrolasa alfa / beta [8] [9] [10] [11] y emplean un mecanismo de hidrólisis similar a la quimotripsina mediante una tríada catalítica que consta de un nucleófilo de serina , una base de histidina y un residuo ácido. , generalmente ácido aspártico . [12] [13]
Distribución fisiológica
Las lipasas están involucradas en diversos procesos biológicos que van desde el metabolismo rutinario de los triglicéridos de la dieta hasta la señalización celular [14] y la inflamación . [15] Por lo tanto, algunas actividades de la lipasa se limitan a compartimentos específicos dentro de las células, mientras que otras trabajan en espacios extracelulares.
- En el ejemplo de la lipasa lisosomal , la enzima está confinada dentro de un orgánulo llamado lisosoma .
- Otras enzimas lipasas, como las lipasas pancreáticas , se secretan en espacios extracelulares donde sirven para procesar los lípidos de la dieta en formas más simples que pueden absorberse y transportarse más fácilmente por todo el cuerpo.
- Los hongos y las bacterias pueden secretar lipasas para facilitar la absorción de nutrientes del medio externo (o en ejemplos de microbios patógenos, para promover la invasión de un nuevo huésped).
- Ciertos venenos de avispas y abejas contienen fosfolipasas que aumentan los efectos de la lesión y la inflamación provocadas por una picadura.
- Como las membranas biológicas son parte integral de las células vivas y están compuestas en gran parte de fosfolípidos , las lipasas juegan un papel importante en la biología celular .
- Malassezia globosa , un hongo que se cree que es la causa de la caspa humana, utiliza la lipasa para descomponer el sebo en ácido oleico y aumentar la producción de células de la piel, lo que provoca la caspa. [dieciséis]
Lipasas humanas
Las principales lipasas del sistema digestivo humano son la lipasa pancreática (PL) y la proteína 2 relacionada con la lipasa pancreática (PLRP2), que son secretadas por el páncreas . Los seres humanos también tienen varias enzimas relacionadas, como la lipasa hepática , la lipasa endotelial y la lipoproteína lipasa . No todas estas lipasas funcionan en el intestino (ver tabla).
Nombre | Gene | Localización | Descripción | Trastorno |
lipasa dependiente de sales biliares | BSDL | páncreas , leche materna | ayuda en la digestión de grasas | |
lipasa pancreática | PNLIP | jugo digestivo | Para exhibir una actividad enzimática óptima en la luz intestinal, PL requiere otra proteína, la colipasa , que también es secretada por el páncreas. [17] | |
lipasa lisosomal | LIPA | espacio interior del orgánulo : lisosoma | También conocida como lipasa ácida lisosomal (LAL o LIPA) o hidrolasa de éster de colesterol ácido | La enfermedad por almacenamiento de éster de colesterilo (CESD) y la enfermedad de Wolman son causadas por mutaciones en el gen que codifica la lipasa lisosomal. [18] |
lipasa hepática | LIPC | endotelio | La lipasa hepática actúa sobre los lípidos restantes transportados por las lipoproteínas en la sangre para regenerar las LDL ( lipoproteínas de baja densidad ). | - |
lipoproteína lipasa | LPL o "LIPD" | endotelio | La lipoproteína lipasa funciones en la sangre para actuar en triacilglicéridos realizadas en VLDL (de muy baja densidad de lipoproteínas ) de modo que las células pueden tomar hasta los liberados ácidos grasos . | La deficiencia de lipoproteína lipasa es causada por mutaciones en el gen que codifica la lipoproteína lipasa . [19] [20] |
lipasa sensible a hormonas | LABIO | intracelular | - | - |
lipasa gástrica | LIPF | jugo digestivo | Funciona en el bebé a un pH casi neutro para ayudar en la digestión de lípidos. | - |
lipasa endotelial | LIPG | endotelio | - | - |
proteína 2 relacionada con la lipasa pancreática | PNLIPRP2 o "PLRP2" - | jugo digestivo | - | - |
proteína 1 relacionada con la lipasa pancreática | PNLIPRP1 o "PLRP1" | jugo digestivo | La proteína 1 relacionada con la lipasa pancreática es muy similar a PLRP2 y PL en la secuencia de aminoácidos (los tres genes probablemente surgieron a través de la duplicación de genes de un solo gen de lipasa pancreática ancestral). Sin embargo, PLRP1 carece de actividad lipasa detectable y su función sigue siendo desconocida, aunque se conserva en otros mamíferos . [21] [22] | - |
lipasa lingual | ? | saliva | Activo a niveles de pH gástrico. El pH óptimo es de aproximadamente 3,5-6. Secretado por varias de las glándulas salivales ( glándulas de Ebner en la parte posterior de la lengua (lingua), glándulas sublinguales y glándulas parótidas ) | - |
Otras lipasas incluyen LIPH , LIPI , LIPJ , LIPK , LIPM , LIPN , MGLL , DAGLA , DAGLB y CEL .
También hay una variedad diversa de fosfolipasas , pero estas no siempre se clasifican con las otras lipasas.
Usos industriales
Las lipasas cumplen funciones importantes en prácticas humanas tan antiguas como la fermentación del yogur y el queso. Sin embargo, las lipasas también se están utilizando como catalizadores baratos y versátiles para degradar los lípidos en aplicaciones más modernas. Por ejemplo, una empresa de biotecnología ha introducido en el mercado enzimas lipasa recombinantes para su uso en aplicaciones como horneado, detergentes para ropa e incluso como biocatalizadores [23] en estrategias de energía alternativa para convertir el aceite vegetal en combustible. [24] [25] La lipasa de alta actividad enzimática puede reemplazar el catalizador tradicional en el procesamiento del biodiésel, ya que esta enzima reemplaza a los productos químicos en un proceso que, de otro modo, consume mucha energía, [26] y puede ser más inocuo y seguro para el medio ambiente. La aplicación industrial de lipasas requiere la intensificación del proceso para el procesamiento continuo utilizando herramientas como microrreactores de flujo continuo a pequeña escala. [27] [28] Las lipasas generalmente son de origen animal, pero también pueden ser de origen microbiano [ cita requerida ] .
Uso diagnóstico
Los análisis de sangre para la lipasa se pueden usar para ayudar a investigar y diagnosticar la pancreatitis aguda y otros trastornos del páncreas. [29] Los valores de lipasa sérica medidos pueden variar según el método de análisis. [ cita requerida ]
Uso medico
La lipasa también puede ayudar a descomponer las grasas en lípidos en quienes se someten a la terapia de reemplazo de enzimas pancreáticas (PERT). Es un componente clave en Sollpura (Liprotamase) . [30] [31]
Imágenes Adicionales
Fórmula general de un éster carboxilato
Glicerol
Ver también
- Toxina alfa
- Patología
- Deficiencia de lipasa ácida lisosomal
- Proteínas de membrana periférica
- Fosfolipasa A
- Fosfolipasa C
- Lipasa de triglicéridos
- Fosfolipasa A2
- Fosfolipasa A1 de la membrana externa
- Fosfolipasa similar a la patatina
Referencias
- ^ Svendsen A (2000). "Ingeniería de la proteína lipasa". Biochim Biophys Acta . 1543 (2): 223–228. doi : 10.1016 / S0167-4838 (00) 00239-9 . PMID 11150608 .
- ^ Afonso C, Tulman E, Lu Z, Oma E, Kutish G, Rock D (1999). "El genoma de los entomólogos Melanoplus sanguinipes" . J Virol . 73 (1): 533–52. PMC 103860 . PMID 9847359 .
- ^ Girod A, Wobus C, Zádori Z, Ried M, Leike K, Tijssen P, Kleinschmidt J, Hallek M (2002). "La proteína de la cápside VP1 del virus adenoasociado tipo 2 lleva un dominio de fosfolipasa A2 necesario para la infectividad del virus" . J Gen Virol . 83 (Pt 5): 973–8. doi : 10.1099 / 0022-1317-83-5-973 . PMID 11961250 .
- ^ Winkler FK; D'Arcy A; W Hunziker (1990). "Estructura de la lipasa pancreática humana". Naturaleza . 343 (6260): 771–774. doi : 10.1038 / 343771a0 . PMID 2106079 .
- ^ Díaz, BL; JP Arm. (2003). "Fosfolipasa A (2)". Prostaglandinas Leukot Essent Acidos grasos . 69 (2–3): 87–97. doi : 10.1016 / S0952-3278 (03) 00069-3 . PMID 12895591 .
- ^ Goñi F, Alonso A (2002). "Esfingomielinasas: enzimología y actividad de membrana" . FEBS Lett . 531 (1): 38–46. doi : 10.1016 / S0014-5793 (02) 03482-8 . PMID 12401200 .
- ^ Hube B, Stehr F, Bossenz M, Mazur A, Kretschmar M, Schafer W (2000). "Lipasas secretadas de Candida albicans: clonación, caracterización y análisis de expresión de una nueva familia de genes con al menos diez miembros". Arco. Microbiol . 174 (5): 362–374. doi : 10.1007 / s002030000218 . PMID 11131027 .
- ^ Winkler FK; D'Arcy A; W Hunziker (1990). "Estructura de la lipasa pancreática boob humana". Naturaleza . 343 (6260): 771–774. doi : 10.1038 / 343771a0 . PMID 2106079 .
- ^ Schrag J, Cygler M (1997). "Pliegue de lipasas y alfa / beta hidrolasa ". Métodos Enzymol . Métodos en enzimología. 284 : 85-107. doi : 10.1016 / S0076-6879 (97) 84006-2 . ISBN 978-0-12-182185-2. PMID 9379946 .
- ^ Egmond, MR; CJ van Bemmel (1997). "Impacto de la información estructural en la comprensión de la función lipolítica". Métodos Enzymol . Métodos en enzimología. 284 : 119-129. doi : 10.1016 / S0076-6879 (97) 84008-6 . ISBN 978-0-12-182185-2. PMID 9379930 .
- ^ Withers-Martinez C; Carriere F; Verger R; Bourgeois D; C Cambillau (1996). "Una lipasa pancreática con actividad fosfolipasa A1: estructura cristalina de una proteína 2 relacionada con la lipasa pancreática quimérica de cobaya" . Estructura . 4 (11): 1363–74. doi : 10.1016 / S0969-2126 (96) 00143-8 . PMID 8939760 .
- ^ Brady, L .; AM Brzozowski; ZS Derewenda; E. Dodson; G. Dodson; S. Tolley; JP Turkenburg; L. Christiansen; B. Huge-Jensen; L. Norskov; et al. (1990). "Una tríada de serina proteasa forma el centro catalítico de una lipasa de triacilglicerol". Naturaleza . 343 (6260): 767–70. doi : 10.1038 / 343767a0 . PMID 2304552 .
- ^ Lowe ME (1992). "Los residuos del sitio catalítico y la unión interfacial de la lipasa pancreática humana". J Biol Chem . 267 (24): 17069–73. PMID 1512245 .
- ^ Spiegel S; Foster D; R. Kolesnick (1996). "Transducción de señales a través de segundos mensajeros de lípidos". Opinión actual en biología celular . 8 (2): 159–67. doi : 10.1016 / S0955-0674 (96) 80061-5 . PMID 8791422 .
- ^ Tjoelker LW; Eberhardt C; Unger J; Trong HL; Zimmerman GA; McIntyre TM; Stafforini DM; Prescott SM; PW Gray (1995). "El factor de activación de plaquetas en plasma acetilhidrolasa es una fosfolipasa A2 secretada con una tríada catalítica" . J Biol Chem . 270 (43): 25481–7. doi : 10.1074 / jbc.270.43.25481 . PMID 7592717 .
- ^ Código genético de la caspa agrietado - BBC News
- ^ Lowe ME (2002). "Las lipasas de triglicéridos del páncreas" . J Lipid Res . 43 (12): 2007–16. doi : 10.1194 / jlr.R200012-JLR200 . PMID 12454260 .
- ^ Omim - Enfermedad de Wolman
- ^ Deficiencia familiar de lipoproteína lipasa - Referencia de inicio de genética
- ^ Gilbert B, Rouis M, Griglio S, de Lumley L, Laplaud P (2001). "Deficiencia de lipoproteína lipasa (LPL): un nuevo paciente homocigoto para la mutación preponderante Gly188Glu en el gen LPL humano y revisión de mutaciones reportadas: el 75% están agrupadas en los exones 5 y 6". Ann Genet . 44 (1): 25–32. doi : 10.1016 / S0003-3995 (01) 01037-1 . PMID 11334614 .
- ^ Crenon I, Foglizzo E, Kerfelec B, Verine A, Pignol D, Hermoso J, Bonicel J, Chapus C (1998). "Tipo I de proteína relacionada con la lipasa pancreática: una lipasa especializada o una enzima inactiva" . Protein Eng . 11 (2): 135–42. doi : 10.1093 / protein / 11.2.135 . PMID 9605548 .
- ^ De Caro J, Carriere F, Barboni P, Giller T, Verger R, De Caro A (1998). "La proteína 1 relacionada con la lipasa pancreática (PLRP1) está presente en el jugo pancreático de varias especies". Biochim Biophys Acta . 1387 (1–2): 331–41. doi : 10.1016 / S0167-4838 (98) 00143-5 . PMID 9748646 .
- ^ Guo Z, Xu X (2005). "Nueva oportunidad de modificación enzimática de grasas y aceites con potencial industrial". Org Biomol Chem . 3 (14): 2615–9. doi : 10.1039 / b506763d . PMID 15999195 .
- ^ Gupta R, Gupta N, Rathi P (2004). "Lipasas bacterianas: una descripción general de la producción, purificación y propiedades bioquímicas". Appl Microbiol Biotechnol . 64 (6): 763–81. doi : 10.1007 / s00253-004-1568-8 . PMID 14966663 .
- ^ Ban K, Kaieda M, Matsumoto T, Kondo A, Fukuda H (2001). "Biocatalizador de células enteras para la producción de combustible biodiesel utilizando células de Rhizopus oryzae inmovilizadas dentro de partículas de soporte de biomasa". Biochem Eng J . 8 (1): 39–43. doi : 10.1016 / S1369-703X (00) 00133-9 . PMID 11356369 .
- ^ Harding, KG; Dennis, JS; von Blottnitz, H; Harrison, STL (2008). "Una comparación del ciclo de vida entre la catálisis inorgánica y biológica para la producción de biodiesel". Revista de producción más limpia . 16 (13): 1368–78. doi : 10.1016 / j.jclepro.2007.07.003 .
- ^ Bhangale, Atul S; Beers, Kathryn L; Gross, Richard A (2012). "Polimerización catalizada por enzimas de polímeros funcionalizados finales en un microrreactor". Macromoléculas . 45 (17): 7000–8. doi : 10.1021 / ma301178k .
- ^ Kundu, Santanu; Bhangale, Atul S; Wallace, William E; Flynn, Kathleen M; Guttman, Charles M; Gross, Richard A; Cervezas, Kathryn L (2011). "Polimerización catalizada por enzimas de flujo continuo en un microrreactor". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 133 (15): 6006-11. doi : 10.1021 / ja111346c . PMID 21438577 .
- ^ "Lipasa - TheTest" . Pruebas de laboratorio en línea . Consultado el 12 de mayo de 2014 .
- ^ "Productos farmacéuticos de Anthera - Sollpura". Productos farmacéuticos de Anthera - Sollpura. Np, nd Web. 21 de julio de 2015. < http://www.anthera.com/pipeline/science/sollpura.html Archivado el 18 de julio de 2015en Wayback Machine >.
- ^ Bustanji, Yasser; Al-Masri, Ihab M; Mohammad, Mohammad; Hudaib, Mohammad; Tawaha, Khaled; Tarazi, Hamada; Alkhatib, Hatim S (2010). "Actividad de inhibición de la lipasa pancreática de los terpenos trilactona de Ginkgo biloba ". Revista de inhibición de enzimas y química medicinal . 26 (4): 453–9. doi : 10.3109 / 14756366.2010.525509 . PMID 21028941 .
25. Gulzar, Biodegradación de hidrocarburos utilizando diferentes especies bacterianas y fúngicas. Publicado en congreso internacional sobre biotecnología y neurociencias. CUSAT (universidad de ciencia y tecnología de cochin), 2003
enlaces externos
- Lipasa en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .