background image

Lipazy  

To  enzymy  należące  do  klasy  hydrolaz,  podklasy  esteraz  katalizujące  reakcję  hydrolizy  wiązań 
estrowych występujących między glicerolem, a kwasami tłuszczowymi w obrębie różnorodnej grupy 
lipidów.  Enzymy  te  odpowiedzialne  są  za  rozkład  triacylogliceroli  (TAG)  stanowiących  rezerwuar 
energii żywych organizmów. Reakcja katalizowana przez lipazy odbywa się na granicy fazy lipidowej 
(substratu)  i  wodnej,  w  której  rozpuszcza  się  enzym.  Produktami  hydrolizy  są  kwasy  tłuszczowe, 
diacyloglicerole (DAG), monoacyloglicerole (MAG) oraz glicerol. Lipazy są szeroko rozpowszechnione 
w  przyrodzie.  Występują  w  nasionach  i  organach  wegetatywnych  wielu  roślin,  w  niektórych 
mikroorganizmach  oraz  w  organizmach  ludzi  i  zwierząt  (  trzustka,  wątroba,  ściana  żołądka  i  jelit). 
Optymalne pH działania dla lipaz roślinnych wynosi 4,5 – 5,0, a dla lipaz pochodzenia zwierzęcego 7,0 
– 8,0 natomiast temperatura efektywnego działania mieści się w granicach od 35 º C do 37 º C.  

Lipazy pochodzenia mikrobiologicznego syntezowane przez różne szczepy drożdży, pleśni czy bakterii 
(Candida  rugosa,  Candida  antarctica,  Aspergillus  niger,  Bacillus  piocyaneum)  wykorzystane  są  w 
przemyśle  spożywczym  do  otrzymywania  komercyjnie  ważnych,  niskocząsteczkowych  estrów  o 
określonych walorach smakowo-zapachowych obecnych w napojach, sokach, nektarach itp.  

Lipazy triacyloglicerolowe katalizują hydrolizę nierozpuszczalnych w wodzie triacylogliceroli (zwanych 
dawniej  triglicerydami).  Reakcja  ta  (rys.1)  zachodzi  na  granicy  międzyfazowej  wody,  (czyli  fazy,  w 
której  rozpuszczone  są  lipazy)  z  lipidami,  (czyli  fazy  substratu)  i  prowadzi  do  powstania  kwasów 
tłuszczowych,  diacylogliceroli  (DAG),  monoacylogliceroli  (MAG)  i  glicerolu.  Lipazy  katalizują  również 
hydrolizę  rozpuszczalnych  w  wodzie,  krótkołańcuchowych  estrów  kwasów  karboksylowych,  która 
zachodzi jednak bardzo powoli. 

Proteazy  

są  enzymami,  które  odgrywają  bardzo  ważną  rolę  w  każdej  żywej  komórce.  Prowadzą  proces 
proteolizy,  czyli  hydrolizują  wiązania  peptydowe  pomiędzy  aminokwasami,  dzieląc  długie  łańcuchy 
aminokwasowe  (zwane  peptydami)  na  mniejsze  części.  Aminokwasy  są  budulcem  białek  żywych 
organizmów, które uzyskują je z pokarmu bądź też na drodze biosyntezy. Aminokwasy tworzą wyżej 
zorganizowane  struktury  zwane  polipeptydami.  Proteazy  są  odpowiedzialne  za  syntezę  wszystkich 
białek,  poprzez  kontrolę  ich  składu,  rozmiaru,  kształtu,  regulują  również  procesy  ich  degradacji. 
Miejsce cięcia przez peptydazy jest niezwykle precyzyjne, ponieważ większość tych enzymów tnie w 
miejscu  występowania  specyficznej  dla  danej  peptydazy  sekwencji  aminokwasów.  Dodatkowo 
enzymy te dokonują cięcia tylko w określonych dla danego enzymu warunkach środowiska. 

Odgrywają istotną rolę w wielu procesach, takich jak: zapłodnienie, trawienie, wzrost, dojrzewanie, 
starzenie  się,  a  nawet  śmierć  organizmu.  Enzymy  te  regulują  liczne  procesy  fizjologiczne  poprzez 
kontrolę  aktywacji,  syntezy  oraz  degradacji  białek.  Pełnią  również  istotną  funkcję  w  replikacji  oraz 
rozprzestrzenianiu się wirusów, bakterii oraz parazytów. Odpowiedzialne są za efektywną transmisję 
choroby  wywoływanej  przez  te  patogeny.  Z  tego  powodu  peptydazy  stanowią  istotny  cel  w 
przypadku leczenia wielu chorób. Obecnie wiadomo, że podłożem niektórych chorób genetycznych u 
ludzi  jest  pojedyncza  mutacja  w  sekwencji  aminokwasowej.  Także  nieprawidłowy  poziom  proteaz 
prowadzi do wielu nieprawidłowości fizjologicznych, czego konsekwencją jest choroba. 

Amylazy 

grupy  enzymów,  która  odpowiedzialna  jest  za  rozkład  enzymatyczny  cukrów,  głównie  skrobi.  Są  to 
enzymy rozpowszechnione w przyrodzie, występują zarówno u zwierząt, jak i roślin. Są produkowane 
również  przez  wiele  mikroorganizmów.  U  człowieka  amylazy  są  produkowane  w  trzustce  oraz 

background image

gruczołach  ślinowych.  Amylazy  katalizują  hydrolizę  skrobi,  czyli  jej  rozkład  na  mniejsze  cząsteczki, 
takie  jak  maltoza.  Istnieją  różne  rodzaje  amylazy  w  zależności  od  sposobu  rozrywania  wiązania 
glikozydowego.  W  związku  z  tym  faktem  powstają  różne  produkty  hydrolizy,  takie  jak:  maltoza, 
glukoza, fruktoza, dekstryny. 

 Amylazy  odgrywają  znaczącą  rolę  w  procesie  trawienia  wielocukrów,  które  są  podstawowym 
źródłem  energii  dla  człowieka  lub  mogą  zostać  zmagazynowane  w  organizmie  jako  materiał 
zapasowy. Enzymy te biorą również udział w procesach antyzapalnych, w które zaangażowana jest m. 
in.  histamina.  Obecnie  prowadzone  są  badania  nad  znaczeniem  roli  amylaz  w  astmie,  przewlekłej 
chorobie  płuc.  Jak  wcześniej zostało wspomniane  rozróżniamy 2 rodzaje  amylaz: α-amylazę  oraz β-
amylazę.  W  świecie  organizmów  żywych  α-amylaza  jest  szeroko  rozpowszechniona.  Jest 
produkowana przez człowieka oraz inne ssaki w śliniankach oraz wydzielana przez trzustkę do jelita 
cienkiego. Natomiast β-amylaza jest obecna u drożdży, bakterii oraz roślin, szczególnie w nasionach. 
Amylazy wymagają do pełnej aktywności obecności jonu Ca

2+

, który poprawia stabilność enzymu oraz 

bierze  udział  w  reakcji  katalitycznej.  Enzymy  z  tej  grupy  są  aktywowane  w  obecności  jonów 
chlorkowych lub innych anionów. 

Amylazy  znajdują  zastosowanie  głównie  w  przemyśle  spożywczym.  Pozyskuje  się  je  z  surowców 
naturalnych,  takich  jak  ziarna  zbóż.  Jednakże  ilość  tak  pozyskiwanych  amylaz  jest  często 
niewystarczająca oraz ich efektywność jest niska. Z tego powodu dodaje się amylazy zsyntetyzowane 
w  warunkach  przemysłowych.  Najczęściej  jest  to  mieszanka  różnych  typów  amylaz.  W  przemyśle 
amylazy  są  głównie  wykorzystywane  w  konwersji  skrobi  w  inne  rodzaje  cukrów.  Amylazy  w 
kilkustopniowym  procesie  rozkładają  skrobię  zawartą  w  kukurydzy  i  ziemniakach  do  tzw.  syropów, 
zawierających prostsze cukry