Wie beeinflussen Gallensalze die Lipaseaktivität?

HINTERGRUND : Es ist allgemein bekannt, dass Gallensalze zur Emulgierung von Fetten benötigt werden. Es wird dann gesagt, dass dies die Oberfläche für die Aktivität der Pankreaslipase erhöht, was impliziert, dass Gallensalze die Pankreaslipase wirksamer machen. Aber es wird auch gesagt, dass Pankreaslipase eine Colipase braucht, um die hemmende Wirkung von Gallensalzen zu überwinden .

FRAGE : Was bewirken eigentlich Gallensalze? Erhöhen oder verringern sie die Lipaseaktivität? Wie überwindet Colipase das?

MEIN VERSUCH : Nach einigen Recherchen fand ich heraus, dass Gallensalze oberhalb der kritischen Mizellenkonzentration eine hemmende Wirkung haben, konnte aber immer noch nicht verstehen, wie die Colipase die Lipase effizienter macht. Auch wenn eine höhere Konzentration hemmend wirkt, warum scheidet unser Körper sie dann nur in ausreichenden Mengen aus? Ist es nicht effizienter, als ein ganzes Protein (Colipase) herzustellen?

Antworten (1)

Lassen Sie uns zunächst einige grundlegende Konzepte bezüglich Lipase, Colipase und Gallensalzen klären. Die Pankreaslipase hat einen optimalen pH-Bereich von etwa pH 8,0 ( Worthington ). Dies kann leicht durch das Prinzip von Le Chatelier verstanden werden: Wenn die Reaktion fortschreitet, sinkt der pH-Wert (aufgrund der Bildung von Fettsäuren). Ein basischer pH-Wert würde also der Reaktion helfen, voranzukommen. Siehe dieses Diagramm ( Worthington ):

Lipase-Reaktion

Es kann auch auf der Grundlage des pH-Optimums der Lipase verstanden werden, das zwischen pH 8–9 liegt. Siehe Grafik (orange Linie) ( Chegg ):

Grafik pH

Dieses pH-Optimum wird durch Gallensalze bewirkt. Gallensalze sind leicht alkalisch, mit einem pH-Bereich von etwa 7-8 ( Britannica ). Dies hilft der Lipase bei der Katalyse ihrer Reaktion. Gallensalze helfen auch der Lipase, indem sie die Oberfläche der Fetttröpfchen vergrößern. Gallenmoleküle haben einen hydrophoben und einen hydrophilen Teil. Der hydrophobe Teil wird von Fett angezogen, während der hydrophile Teil von Wasser angezogen wird. Dies trägt dazu bei, Fetttröpfchen durch Emulgieren zu stabilisieren, dh das/die Fetttröpfchen in kleinere Teile zu zerbrechen. Dadurch wird auch die Oberfläche der Fetttröpfchen vergrößert.

Nun wird die Sache kompliziert, wenn wir über Konzentration sprechen. Da Gallenmoleküle hydrophile und hydrophobe Enden enthalten, neigen sie mit zunehmender Konzentration dazu, Micellen zu bilden (genau wie Seife). Solange seine Konzentration unter der kritischen Mizellenkonzentration liegt, setzt es die Emulgierung fort und erhöht die Lipaseaktivität. Aber wenn seine Konzentration höher als die kritische Mizellenkonzentration wird, bildet es Mizellen und trägt keine Emulsion weiter. Dies reduziert die Lipaseaktivität signifikant, indem nicht nur die Oberfläche verringert wird, sondern auch der pH auf leicht sauer reduziert wird ( Erlanson et al . , 1973 ). Hier hilft Colipase. Colipase bindet an die C-terminale, nicht-katalytische Domäne der Lipase und stabilisiert ihre aktive Konformation und erhöht die Hydrophobie-Bindungsstelle (Verger et al . , 1999 ). Colipase bindet stark an die Esterbindung des Triglyceridmoleküls, wodurch seine Hydrolyse durch Lipase leicht wird ( Mansbach, 2011 ). Somit hilft Colipase bei der Überwindung der hemmenden Wirkung von Gallensalzen auf Lipase.

Vielen Dank. Warum sondert unser Körper keine Gallensalze in weniger als CMC ab. Ist das nicht energieeffizienter als die Herstellung eines Proteins (in diesem Fall Colipase)?
Es könnte an fehlender Regulierung liegen. Alle mir bekannten Mechanismen (CCK, Sekretin, enterohepatischer Kreislauf) wirken nur als positive Rückkopplungsschleifen. Außerdem übernimmt die Gallenblase die Aufgabe, die Galle zu konzentrieren, die ebenfalls keinen starken Regulierungsmechanismus zu haben scheint.
Der optimale pH-Wert der Lipase hat wahrscheinlich mehr mit der allgemeinen Säure/Base-Katalyse zu tun als mit Le Chatelier.
@canadianer Ich habe gerade Le Chatelier verwendet, um eine Vorstellung von der Wirkung des pH-Werts auf die Lipase zu geben. Den Punkt werde ich auch prüfen. Danke für den Vorschlag :)
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