アルカリ性リパーゼ

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リパーゼはカルボン酸エステル加水分解酵素のクラスに属し、トリグリセリドをグリセロールと脂肪酸に徐々に加水分解することができます。リパーゼは、脂肪を含む動物、植物、微生物（カビ、バクテリアなど）の組織に存在します。ホスファターゼ、ステロラーゼ、カルボキシエステラーゼを含みます。脂肪酸は食品、医薬品、皮革、日用化学製品などで広く使用されています。

図1. リパーゼのタンパク質構造。

出所

リパーゼは動物、植物、微生物に広く存在します。リパーゼを多く含む植物は、ひまわりや菜種などの油作物の種子です。油種子が発芽すると、リパーゼは他の酵素と協力して油脂の分解を触媒し、糖を生成し、根を張るための種子を提供します。発芽に必要な栄養素とエネルギー；高等動物の膵臓と脂肪組織には、動物体内により多くのリパーゼが含まれ、腸液にも少量のリパーゼが含まれ、脂肪消化のための膵リパーゼの不足を補うために使用されます。肉食動物の胃液には少量の酪酸グリセリドが含まれています。動物では、さまざまなリパーゼが消化、吸収、脂肪再構築、リポタンパク質代謝のプロセスを制御します；バクテリア、真菌、酵母はリパーゼがより豊富です。微生物の多様性、急速な繁殖、遺伝的変異を起こしやすいため、動物や植物よりも広い作用pH、作用温度範囲、基質特異性を持ち、微生物由来のリパーゼは一般的に細胞外酵素として分泌されます。主な発酵微生物はアスペルギルス・ニガー、カンジダなどです。大規模な工業生産と高純度サンプルの取得に適しています。したがって、微生物リパーゼは工業リパーゼの重要な供給源です。一般的に、異なる供給源からのリパーゼは異なる特性を持ち、理論研究において大きな意義があります。

特性

リパーゼはさまざまな触媒能力を持つ酵素のクラスであり、トリアシルグリセリドや他の水に不溶なエステルの加水分解、アルコール化、エステル化、トランスエステル化、逆合成を触媒することができます。さらに、ホスホリパーゼ、リゾホスホリパーゼ、コレステロールエステラーゼ、アシルペプチド加水分解酵素活性など、他の酵素の活性も示します。リパーゼの異なる活性は、反応系の特性に依存し、油水界面でのエステル加水分解を促進し、有機相での酵素合成とトランスエステル化を行います。リパーゼの特性には、最適温度とpH、温度とpHの安定性、基質特異性が含まれます。これまでに、多くの微生物リパーゼが分離され、精製され、その特性が研究されています。分子量、最適pH、最適温度、pHおよび熱安定性、等電点などの生化学的特性が異なります。一般的に、微生物リパーゼは動物および植物のリパーゼよりも広いpH、温度範囲、高い安定性と活性を持ち、基質に特異的です。

アルカリ性リパーゼ

アルカリ性リパーゼは、アルカリ条件下で脂肪中のエステル結合に作用する酵素を指します。一般的にはエステル結合の加水分解に使用されますが、逆にエステルの合成を触媒することもできます。他の酵素と同様に、アルカリ性リパーゼは特定の温度とpH範囲内で活性でなければなりません。さらに、リパーゼは高い特異性を持ち、エステル結合に対して非常に活性ですが、タンパク質や炭水化物に対しては加水分解活性を持ちません。

応用

• 洗剤業界におけるリパーゼの応用

家庭用または工業用洗浄剤の添加剤として使用され、リパーゼの最大の商業応用分野です。統計によると、1995年の世界の酵素販売総額は約3000万米ドルで、そのうち洗剤酵素は30%を占めています。毎年130万トンの洗浄剤に対して平均1000トンのリパーゼが添加されています。

• 食品業界におけるリパーゼの応用

機能的および健康効果を持つ新しい構造油およびその誘導体を生成するためにリパーゼを使用します。例えば、油の改良（ココアバター代替品、一般的な動物および植物油中のPUFAの含有量を増加させるなど）、エマルジョン剤（グルコースエステルなど）、抗酸化剤、香辛料などが含まれ、油の広範な適用性を高めるだけでなく、油業界の経済的利益と発展の可能性を強化します。

• 繊維および製紙業界におけるリパーゼの応用

カポック繊維の精製に使用され、精製プロセスが簡素化され、カポック繊維が損傷しません。パルプ中の樹脂（ピッチ）を除去し、トリグリセリドやワックスを含み、製紙プロセスでの深刻な破損を避けます。

• バイオエネルギーにおけるリパーゼの応用

天然油および廃油の分子量範囲は、ディーゼル油に近いです。油の主成分は、脂肪酸とグリセリンから形成されるエステルです。油はリパーゼによって加水分解され、その後一連の化学変化を経てバイオディーゼルを得ます。

• 製薬業界におけるリパーゼの応用

リパーゼの独自のエナンチオ選択性を利用して、光学活性立体異性体を効率的に区別し、非ステロイド性抗炎症薬（ナプロキセン、イブプロフェン、スプロフェン、ケトプロフェンなど）、抗生物質（ニッコマイシンBなど）、抗ウイルス薬（HIVと戦うために使用できるラミブジンなど）、抗がん剤、アルカロイド、ビタミンなどのさまざまな薬を合成することができます。