动物消化道脂肪酶研究

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1、动物消化道脂肪酶研究概述杨汉博 王 峰       动物体内存在着多种脂肪酶，它们参与了脂肪消化、吸收、利用的全过程。由于食物中的酯类（以甘油三酯为例）必须先被脂肪酶水解为甘油二酯、甘油一酯和脂肪酸才能被机体吸收，如何提高食物中酯类的消化吸收率成为现在营养学中的新热点，脂肪酶是其中的研究重点，本文综述了动物消化道十二指肠前脂肪酶（舌部脂肪酶、胃脂肪酶）和胰脂肪酶的特点、特性及研究进展。   1消化道脂肪酶来源和特点   在相当长的一段时间里人们一直认为消化道中脂类的消化起始于肠道，胃被认为是一个临时性的贮存器官，只起到将脂类与其他营养物质混合和搅拌作用，脂类在肠

2、道内由胰脂肪酶水解，而甘油三酯在胃的酶解过程是可以忽略的。但最近的研究却推翻了这种认识，研究发现十二指肠前脂肪酶（来源和作用于口腔至胃的脂肪酶称作十二指肠前脂肪酶）在胃中对脂肪的消化起着不可或缺的作用，因此，动物消化道内脂肪酶主要包括十二指肠前脂肪酶和十二指肠内的胰脂肪酶，它们共同发挥脂肪消化、吸收的作用。   根据分泌的部位不同，十二指肠前脂肪酶分为舌部脂肪酶和胃脂肪酶，大鼠、小鼠、牛和羊含舌部脂肪酶，兔、猪、狒狒和人含胃脂肪酶。犊牛的舌部脂肪酶的催化能力比羔羊舌部脂肪酶的催化能力强。犊牛舌部脂肪酶对三丁酸酯和4-硝基苯基乙酸酯水解的最适pH值分别是6.9和8

3、.0，而羔羊舌部脂肪酶的分别是6.6和6.8。牛、羊舌部脂肪酶对硝基苯基乙酸酯的最适温度为37.5℃和30℃。舌部脂肪酶仅能水解短链或中链甘油三酯，但也有报道可以水解链长达C18的甘油三酯，但其水解速度却有很大区别，水解三丁酸甘油酯的速度是水解三油酸甘油酯的3～8倍，此酶的最适pH范围为2.2～8.5，最适作用温度为28～45℃。   TakayukiKawai和TohruFushiki（2003）认为人胃脂肪酶是一个酸稳定性酯解酶，它在胃、十二指肠和空肠中对日粮中的甘油三酯起到消化和吸收作用。这个酶主要由基底膜上的主细胞合成，然后分泌到胃中，消化胃内容物中10

4、%～30%的甘油三酯，甘油二酯和脂肪酸是主要的产物。但人胃脂肪酶不能水解胆固醇酯中的酯键，其在胃中对脂肪有限的消化对随后辅酶依赖胰脂肪酶和胆盐激活脂肪酶的水解起到关键作用。当由于胰腺炎或胆囊纤维化或酒精滥用导致胰脏分泌功能下降时，人胃脂肪酶在代谢中的作用就显得越发突出了。胃脂肪酶在缺乏白蛋白（可以与脂肪酸结合）时，对脂肪的水解产物主要是甘油二酯和游离脂肪酸。加入过量的白蛋白后（0.7～1.4mM）可以使酯解完全，并且使甘油三酯完全降解为甘油和游离脂肪酸，当pH高于6.0后，酶解活性飞速下降。在pH3.0～8.0的范围内37℃温浴10或30min不影响酶活。在60

5、℃水浴时，酶活下降很快，而在50℃温浴15min，损失20%的酶活，温浴30min则损失75%的酶活。   试验发现，大鼠舌部脂肪酶在出生前2d就产生了，在出生后飞速增加。人胃脂肪酶在未出生的婴儿时就存在，最早出现在妊娠26周时。这些婴儿具有较强的水解食物脂肪的能力。在先天缺乏胰脂肪酶的婴儿中，日粮（食物）中50%～60%的甘油三酯能被吸收，而在缺乏胰脂肪酶的犊牛中，超过70%的长链甘油三酯能被吸收。在新生儿和早熟婴儿，酯解的产物（脂肪酸和甘油二酯）可以乳化脂类混合物而弥补胆盐的不足。   胰脂肪酶是由胰腺合成、分泌的一种中性脂肪酶，它经胰管流入十二指肠中发挥降

6、解脂肪的作用。它是目前研究的最多、最为深入的消化道脂肪酶。各国研究人员根据所发现胰脂肪酶的不同功能对其进行了不同的命名，如胰甘油三酯酯酶、胰胆固醇酯酶、胆盐激活脂肪酶、胆盐依赖脂肪酶、胆盐活化脂肪酶等等。含8个碳原子以下脂肪酸的脂肪不需经过水解就可被吸收，而对于含8个碳原子以上脂肪酸的脂肪则必须经过酶水解后吸收。   2消化道脂肪酶的结构和功能   研究表明，十二指肠前脂肪酶和胰脂肪酶虽然同属丝氨酸水解酶，但是它们的初级结构和高级结构的差异决定了脂肪酶的水解底物的特异性、速率以及发挥作用的方式不同。   2.1“盖子域”结构对脂肪酶酯解作用的影响   通过对非消

7、化道脂肪酶的研究发现，盖子域是所有脂肪酶的固有结构。MarkE.Lowe（1997，2002）报道人和鼠的胰甘油三酯脂酯酶含有465个氨基酸残基，其中含有一个16个氨基酸残基的信号肽，而成熟的蛋白含有449个氨基酸残基。结构分析表明可以把胰脂肪酶分成两个域，一个是从1～335氨基酸残基的以β折叠为核心的球状的N端域，而C端则是以β折叠构成的三明治结构。胰脂肪酶中由cys238和cys262形成的二硫键结构是最大的环状结构，该结构覆盖住了催化基团，即所谓的LID盖子域。两个较小的环由76～80氨基酸残基构成以及由213～217氨基酸残基形成的β5折叠也在空间上盖住

8、了催化部位。这些环状结构