Структура активного центра и поверхностная активация липазы.
46
отличает липазу от обычных эстераз, действующих на водорастворимые субстраты.
Поэтому долгое время липазы рассматривали как специальную категорию эстераз, которые высокоэффективно гидролизуют молекулярные агрегаты липидов в воде.Структура липазы, объясняющая поведение фермента на границе раздела фаз липид - вода, оставалась неразгаданной многие годы. И только в 1990г. с помощью рентгено-структурного анализа были получены первые структуры, открывшие уникальный механизм действия липаз, отличающих их от многих других ферментов.
Было установлено, что поверхностная активация фермента осуществляется благодаря наличию у липазы амфифильной петли [147-149], образованной сс-спиралью аминокислотной последовательности, прикрывающей активный центр фермента в отсутствие поверхности раздела фаз, и, следовательно, препятствующей доступу субстрата к каталитическому центру фермента. В результате контакта фермента с поверхностью раздела липид-вода происходит конформационное изменение структуры липазы, заключающееся в смещении петли, напоминающем открытие крышки [147-148,150]. Изменение положения «петли-крышки» открывает активный центр и большую гидрофобную поверхность фермента, отвечающую за связывание липазы с гидрофобным субстратом [150]. Важным доказательством участия амфифильной петли в поверхностной активации липаз является установление отсутствия эффекта поверхностной активации для липаз, в структуре которых петля или отсутствует, или является очень короткой. Так, липазы из Pseudomonasglumae[151], Candidaantarctica(тип В) [152] имеют небольшую амфифильную петлю, закрывающую активный центр, и не проявляют поверхностной активации.
Липаза из Pseudomonasaeruginosaтакже не проявляет поверхностной активации, что вызвано отсутсвием петли и необходимостью формирования открытой конформации фермента [153-154]. Панкреатическая липаза морской свинки, имеющая амфифильную47
мини-петлю, также не обладает свойством поверхностной активации [155]. Еще одним ярким примером необходимости петли в процессе активации липаз явилось изучение поведения двух мутантных форм панкреатической липазы, один из которых не содержал все петлевые домены, а второй -только а-петлю, прикрывающую активный центр фермента [156]. Оба мутанта имели очень низкую активность по отношению к эмульсии триглицерида по сравнению с нативной липазой, не активировались на поверхности раздела, гидролизовали водорастворимые субстраты с высокой скоростью, а также плохо связывались с субстратом в присутствии таурохолата натрия.
На сегодняшний день известны структуры большого числа липаз, свидетельствующие об отношении липазы к семейству «а / Р - гидролаз», состоящих из определенной последовательности а -спиралей и Р-листов.