A lipase é un tipo de encima que cataliza hidrólise de lípidos.[1] As lipases son unha subclase de esterases.
As lipases realizan funcións esenciais na dixestión, transporte e procesamento de lípidos da dieta (por exemplo, triglicéridos das graxas e aceites na maioría, se non todos, os organismos vivos). Os xenes que codifican as lipases mesmo están presentes nalgúns virus.[2][3]
A maioría das lipases actúan atacando unha posición específica dos seus substratos no esqueleto de glicerol dun lípido. Por exemplo, a lipase pancreática humana (HPL),[4] que é o principal encima que hidroliza as graxas no aparato dixestivo humano, converte os substratos triglicéridos dos aceites e graxas inxeridos en monoglicéridos e dous ácidos graxos libres.
Existen outros tipos de actividades de lipase na natureza, como as fosfolipases,[5] e esfingomielinases,[6] pero estas son tratadas separadamente das lipasas "convencionais".
Algunhas lipases exprésanas e segréganas organismos patóxenos durante as infeccións. En particular, o fungo Candida albicans posúe un gran número de lipases diferentes, que seguramente reflicten unha ampla actividade lipolítica, que pode contribuír á persistencia e virulencia de C. albicans en tecidos humanos.[7]
Aínda que na natureza se encontran moitas lipases xeneticamente distintas, e representan varios tipos de pregamentos e mecanismos catalíticos, a maioría están formadas por un pregamento hidrolase alfa/beta[8][9][10] (ver imaxe[11]) e empregan un mecanismo de hidrólise do tipo da quimotripsina no que interveñen unha serina nucleófila, un residuo ácido (xeralmente ácido aspártico), e unha histidina.[12][13]
As lipases están implicdas en diversos procesos biolóxicos que van desde o metabolismo común dos triglicéridos da dieta á sinalización celular[14] e inflamación.[15] Algunhas actividades de lipase están confinadas en compartimentos específicos da célula mentres que outras desenvólvense nos espazos extracelulares.
As principais lipases do aparato dixestivo humano son a lipase pancreática humana (HPL) e a proteína 2 relacionada coa lipase pancreática (PLRP2), que son segregadas polo páncreas. Os humanos temos tamén outros encimas relacionados, como a lipase hepática (HL), lipase endotelial, e lipoproteína lipase. Non todas estas lipases funcionan no tracto dixestivo (ver táboa).
Nome | Xene | Localización | Descrición | Trastorno |
lipase dependente de sales biliares | ? | páncreas, leite humano | axuda á dixestión das graxas | |
lipase pancreática | PNLIP | zume dixestivo | Para ter unha óptima actividade encimática no intestino humano, a HPL necesita a actuación doutra proteína, a colipase, que tamén a segrega o páncreas.[17] | |
lipase lisosómica | LIPA | espazo interno do lisosoma | Tamén se denomina lipase ácida lisosómica (LAL ou LIPA) ou colesterol éster hidrolase ácida | A enfermidade de almacenamento de colesteril éster (CESD) e a enfermidade de Wolman son causadas ambas as dúas por mutacións no xene que codifica a lipase lisosómica.[18] |
lipase hepática | LIPC | endotelio | A lipase hepática actúa sobre o resto de lípidos traídos polas lipoproteínas do sangue para rexenerar as LDL (lipoproteína de baixa densidade). | - |
lipoproteína lipase | LPL ou "LIPD" | endotelio | A lipoproteína lipase funciona no sangue onde actúa sobre os triglicéridos transportados nas VLDL (lipoproteína de moi baixa densidade) para que as células poidan captar os ácidos graxos liberados. | A deficiencia de lipoproteína lipase está causada por mutacións no xene que codifica a lipoproteína lipase.[19][20] |
lipase sensible a hormonas | LIPE | intracelular | - | - |
lipase gástrica | LIPF | zume dixestivo | Funciona nos meniños a un pH case neutro para axudar á dixestión dos lípidos | - |
lipase endotelial | LIPG | endotelio | - | - |
proteína 2 relacionada coa lipase pancreática | PNLIPRP2 ou "PLRP2" - | - | - | |
proteína 1 relacionada coa lipase pancreática | PNLIPRP1 ou "PLRP1" | zume dixestivo | A proteína 1 relacionada coa lipase pancreática é moi similar á PLRP2 e á HPL en secuencia de aminoácidos (os tres xenes probablemente se orixinaron por medio de duplicación xénica dun só xene de lipase pancreático ancestral). Porén, a PLRP1 carece de actividade de lipase detectable e a súa función segue sendo descoñecida, aínda que está conservada noutros mamíferos.[21][22] | - |
lipase lingual | ? | zume dixestivo | Está activa ao pH gástrico, cun pH óptimo de 3,5-6. Segregada polas glándula parótide e de Ebner na parte de atrás da lingua. | - |
Outras lipases son: LIPH, LIPI, LIPJ, LIPK, LIPM, LIPN, MGLL, DAGLA, DAGLB, e CEL.
Ademais das lipases anteriores, hai tamén un conxunto diverso de fosfolipases humanas, pero xeralmente non son clasificadas xunto coas outras lipases. As distintas fosfolipases que se poden encontrar na natureza clasifícanse en: fosfolipase A1, fosfolipase A2, fosfolipase B, fosfolipase C e fosfolipase D (as dúas últimas son consideradas fosfodiesterases).
As lipases exercen importantes funcións en actividades humanas tan antigas como a fermentación do iogur e o queixo. Porén, as lipases tamén se explotan como catalizadores baratos e versátiles para degradar lípidos en aplicacións máis modernas. Por exemplo, unha compañía de biotecnoloxía comercializa encimas lipases para aplicacións como a panadaría, deterxentes de lavandaría e mesmo como biocatalizadores[23] en estratexias de procura de enerxías alternativas nas que se converte aceite vexetal en combustible.[24][25] Unha actividade alta de lipase pode substituír a catálise tradicional no procesamento de biodiesel, e este encima é máis seguro para o medio ambiente. As aplicacións industriais das lipases requiren a intensificación dos procesos para o procesamento continuo usando ferramentas como microrreactores de fluxo continuo a pequena escala.[26][27]
As lipases obtéñense xeralmente de fontes animais, pero poden obterse tamén de microbios. Os valores de lipase do soro sanguíneo no corpo humano van normalmente de 0 a 160 U/L.[28]