Språkligt lipas

Lingualt lipas (Linguistiskt lipas) ( EG-kod 3.1.1.3 ) är en medlem av en familj av matsmältningsenzymer som kallas triacylglycerollipaser som använder den katalytiska triaden av aspartat , histidin och serin för att hydrolysera triglycerider med medellång och lång kedja till partiella glycerider och fria fettsyror . Enzymet, som kommer in i munnen tillsammans med saliv, katalyserar den första reaktionen av matsmältningen av kostens lipider, med diglycerider som den huvudsakliga reaktionsprodukten [1] . Men på grund av de unika egenskaperna hos lingualt lipas, inklusive ett optimalt pH på 4,5-5,4 och dess förmåga att katalysera reaktioner utan gallsalter , sträcker sig lipolytisk aktivitet till magen [2] . Frisättningen av enzymet signaleras av det autonoma nervsystemet efter förtäring, vid vilken tidpunkt de serösa körtlarna under de perifera och bladiga lingualpapillerna på ytan av tungan [3] utsöndrar lingualt lipas i spåren i cirkumferential- och bladpapillerna, lokaliserad tillsammans med fettsmakreceptorer . Fetthydrolys i kosten är viktig för fettupptaget i tunntarmen, eftersom långkedjiga triacylglycerider inte kan absorberas och upp till 30 % av fettet hydrolyseras inom 1-20 minuter efter intag av enbart lingualt lipas [2] .

Föreslagen mekanism

Lingualt lipas använder en katalytisk triad av asparaginsyra-203 (Asp), histidin-257 (His) och serin-144 (Ser) för att initiera hydrolysen av triglycerid till diacylglycerid och fri fettsyra. För det första finns det en deprotonationsserie som gör serin till den bästa nukleofilen . Det ensamma syreparet av serin genomgår sedan nukleofil addition till antingen den första eller tredje triacylglycerolkarbonylen . Sedan överförs elektronerna som rörde sig för att bilda karbonylen tillbaka ner för att reformera karbonylen. Den lämnande diacylglycerolgruppen protoneras sedan av His-257. Efter ytterligare en omgång av deprotonering genomgår det ensamma paret på vattensyre nukleofil addition till karbonylen som omvandlats i föregående steg. Elektronerna som kom ut ur karbonylen kommer tillbaka ner för att omvandla den och starta Ser, som startar deprotoneringskedjan igen. Slutprodukterna av reaktionen är en konservativ katalytisk triad, diacylglycerol och en fri fettsyra. Monoacylglycerid är också närvarande i en lägre koncentration och bildas efter den andra cykeln av hydrolys med samma mekanism. Det verkar på triglycerider och hjälper till att bryta ner maten i saliven.

Cystisk fibros

Patienter med cystisk fibros (CF) har 85 % chans att dessutom uppleva effekterna av exokrin pankreasinsufficiens [4] . I de mest extrema fallen kommer dessa patienter inte att producera bukspottkörtellipas , men även när enzymet är helt frånvarande absorberas fettet i kosten fortfarande [4] . Studier har visat att även i dessa fall finns lingualt lipas i normala mängder [5] och står för mer än 90 % av den totala lipasaktiviteten i tolvfingertarmen [2] . Detta kan bero på att lingualt lipas har ett lågt pH-optimum och därför kan förbli aktivt när det passerar genom magen in i tolvfingertarmen, där CF-patienter har ett lågt pH. Således har det föreslagits att ett möjligt behandlingsalternativ för exokrin pankreasinsufficiens skulle vara enzymersättningsterapi med hjälp av lingualt lipas, vilket ökar absorptionen av dietfetter och minskar risken för undernäring . Den föreslagna mekanismen för lingualt lipas, som företrädesvis klyver kort- och medelkedjiga triacylglyceroler, tillhandahåller ett sätt för absorption utan behov av micell- och kylomikronbildning . Kort- och medelkedjiga fria fettsyror kan absorberas direkt genom slemhinneceller in i blodomloppet utan ytterligare förpackningar och spelar därför en avgörande roll i näringen av CF-patienter (och nyfödda).

Matsmältning av fett hos nyfödda

I livmodern är fostret beroende av en kost med hög kolhydrat, och linguala såväl som magsäckslipaser finns i fostret från 26 veckors graviditet. Efter födseln blir fettet i bröstmjölk eller mjölkersättning den huvudsakliga näringskällan. Fettabsorptionshastigheten i kosten hos nyfödda är mycket lägre än hos vuxna, 65-80 % respektive >95 %, vilket kan bero på låg bukspottkörtellipasaktivitet [1] . Dessutom är mjölkfett inte ett bra substrat för bukspottkörtellipas. Detta faktum, i kombination med en brist på gallsalter och lågt pH i hela den neonatala mag-tarmkanalen , kräver att lingualt lipas är det primära enzymet som katalyserar hydrolysen av dietfett. Denna enzymatiska aktivitet observerades så tidigt som 26 veckors graviditetsålder, med förmågan att hydrolysera dietfetter som varierade med matsmältningskanalens mognad [1] .

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 "Språkligt lipas och dess roll i matsmältningen av lipider i kosten" . The Journal of Clinical Investigation . 52 (1): 88-95. Januari 1973. DOI : 10.1172/JCI107177 . PMID  4682389 .
2. ↑ 1 2 3 Ross W. Shepherd. Cystisk fibros: närings- och tarmstörningar . - Boca Raton, Florida: CRC Press, 1989. - 169 sidor sid. - ISBN 0-8493-6954-1 , 978-0-8493-6954-4.
3. ↑ "Receptorerna och cellerna för däggdjurssmak". naturen . 444 (7117): 288-94. November 2006. doi : 10.1038/nature05401 . PMID  17108952 .
4. ↑ 1 2 ”Lingual lipase in cystisk fibros. Kvantifiering av enzymaktivitet i övre tunntarmen hos patienter med exokrin pankreasinsufficiens” . The Journal of Clinical Investigation . 73 (2): 374-82. Februari 1984. DOI : 10.1172/JCI111222 . PMID  6699170 .
5. ↑ "Rening av lingualt amylas från serösa körtlar på råtttungan och karakterisering av lingualamylas från råtta och lingualt lipas" . Journal of Dental Research . 68 (2): 139-45. Februari 1989. DOI : 10.1177/00220345890680020801 . PMID2465330  . _