Языковая липаза

Языковая липаза
Идентификаторы
Шифр КФ	3.1.1.3
Базы ферментов
IntEnz	IntEnz view
BRENDA	BRENDA entry
ExPASy	NiceZyme view
MetaCyc	metabolic pathway
KEGG	KEGG entry
PRIAM	profile
PDB structures	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
Поиск
PMC	статьи
PubMed	статьи
NCBI	NCBI proteins

Лингвальная липаза (Языковая липаза) (шифр КФ 3.1.1.3) является членом семейства пищеварительных ферментов, называемых триацилглицеринлипазами, которые используют каталитическую триаду аспартата, гистидина и серина для гидролиза средних и длинноцепочечных триглицеридов до частичных глицеридов и свободных жирных кислот. Фермент, попадающий в рот вместе со слюной, катализирует первую реакцию переваривания пищевых липидов, причём диглицериды являются основным продуктом реакции. Однако из-за уникальных характеристик лингвальной липазы, в том числе оптимума pH 4,5-5,4 и её способности катализировать реакции без солей жёлчных кислот, липолитическая активность распространяется и на желудок. Высвобождение фермента сигнализируется вегетативной нервной системой после приёма внутрь, в это время серозные железы под окружными и листовыми язычными сосочками на поверхности языка выделяют лингвальную липазу в бороздки окружных и листовидных сосочков, локализованных вместе с рецепторы вкуса жира. Гидролиз пищевых жиров важен для всасывания жира в тонком кишечнике, так как длинноцепочечные триацилглицериды не могут абсорбироваться, и до 30 % жира гидролизуется в течение 1-20 минут после приёма одной только лингвальной липазой.

Предлагаемый механизм

Лингвальная липаза использует каталитическую триаду, состоящую из аспарагиновой кислоты-203 (Asp), гистидина-257 (His) и серина-144 (Ser), чтобы инициировать гидролиз триглицерида до диацилглицерида и свободной жирной кислоты. Во-первых, существует серия депротонирования, которая делает серин лучшим нуклеофилом. Затем неподелённая пара кислорода серина подвергается нуклеофильному присоединению либо к первому, либо к третьему карбонилу триацилглицерина. Затем электроны, которые двигались, чтобы сформировать карбонил, переносятся обратно вниз, чтобы преобразовать карбонил. Затем уходящая группа диацилглицерина протонируется His-257. После ещё одного раунда депротонирования неподелённая пара на кислороде воды подвергается нуклеофильному присоединению к карбонилу, преобразованному на предыдущем этапе. Электроны, которые вышли из карбонила, возвращаются вниз, чтобы преобразовать его и запустить Ser, который снова вызывает цепь депротонирования. Конечными продуктами реакции являются консервативная каталитическая триада, диацилглицерин и свободная жирная кислота. Моноацилглицерид также присутствует в более низкой концентрации и образуется после второго цикла гидролиза по тому же механизму. Он действует на триглицериды, помогая расщеплять пищу в составе слюны.

Кистозный фиброз

Пациенты с муковисцидозом (МВ) имеют 85 % шанс дополнительно испытать эффекты внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы. В самых крайних случаях у этих пациентов не будет вырабатываться липаза поджелудочной железы, но даже когда фермент полностью отсутствует, пищевой жир все равно всасывается. Исследования показали, что даже в этих случаях лингвальная липаза присутствует в нормальных количествах и составляет более 90 % общей активности липазы в двенадцатиперстной кишке. Это может быть связано с тем, что лингвальная липаза имеет низкий оптимум pH и, таким образом, может оставаться активной, проходя через желудок в двенадцатиперстную кишку, где у пациентов с МВ низкий pH. Таким образом, было предложено, что возможным вариантом лечения внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы была бы заместительная ферментная терапия с использованием лингвальной липазы, увеличивающая абсорбцию пищевых жиров и снижающая риск недоедания. Предложенный механизм лингвальной липазы, предпочтительно расщепляющей триацилглицерины с короткой и средней цепью, обеспечивает средства для абсорбции без необходимости образования мицелл и хиломикронов. Свободные жирные кислоты с короткой и средней цепью могут абсорбироваться непосредственно через клетки слизистой оболочки в кровоток без дополнительной упаковки и, следовательно, играют решающую роль в питании пациентов с МВ (и новорождённых).

Переваривание жира у новорождённых

В матке плод зависит от диеты с высоким содержанием углеводов, и лингвальные, а также желудочные липазы присутствуют у плода с 26 недель беременности. После рождения жир в материнском молоке или заменителе молока становится основным источником питания. Показатели абсорбции пищевых жиров у новорождённых намного ниже, чем у взрослых, 65-80 % по сравнению с> 95 % соответственно, что может быть связано с низкой активностью липазы поджелудочной железы. Кроме того, молочный жир не является хорошим субстратом для липазы поджелудочной железы. Этот факт, в сочетании с дефицитом солей жёлчных кислот и низким pH во всем желудочно-кишечном тракте новорождённого, требует, чтобы лингвальная липаза была основным ферментом, катализирующим гидролиз диетического жира. Эта ферментативная активность наблюдалась уже в 26-недельном гестационном возрасте, при этом способность гидролизовать пищевые жиры варьировалась в зависимости от зрелости пищеварительного тракта.