Lipaasikatalyysi

Lipaasikatalyysi on termi, jolla viitataan lipaasientsyymien katalysoimiin reaktioihin, joissa rasvahappojen estereitä ja triglyceridejä muokataan. Pääasiallisia reaktioita ovat hydrolyysi (rasvahapot ja glyseroli veden vaikutuksesta) sekä esteröinti- ja transesteröinti reaktiot, joita voidaan suorittaa ei-vesi-olosuhteissa. Lipaasit mahdollistavat esimerkiksi biodieselin tuotannon esteröimällä triglyceridejä metanolin tai etanolin kanssa sekä eräiden estereiden ja enantioitisten yhdisteiden synteesin.

Mekanismi ja ominaisuudet. Useimmat lipaasit ovat seriinihydrolaasia, joiden aktiivinen triadi muodostuu Ser-His-Asp. Reaktio etenee lipaasin aktiivi kohtaan sitoutuneen substraatin kautta; lipaasin aktiivisuutta edistää usein interfaciaalinen aktivaatio, joka tapahtuu, kun lipidi-rajapinnassa tapahtuva kontakti avaa lipaasin erittämän esteröinti- tai hydrolyysiin liittyvän mekanismin. Lipaasit ovat arkoja epäedullisille ympäristöille, mutta ne voidaan stabiloida immobilisaatiolla.

Käyttökohteet. Lipaasikatalyysi on keskeinen työkalu biokatalyysissä. Biodieselin tuotannossa transesteröinti triglyserideistä alkoholin kanssa on vallinneen tekijä. Elintarviketeollisuudessa lipaasit auttavat rasvojen modificationsa, aromien ja estereiden synteissä sekä rasvojen käsittelyssä. Lipaasien käytöllä on myös merkitystä farmasia- ja phermaceutical-alueen enantioitavissa reaktioissa sekä teollisessa orgaanisessa synteesissä.

Immobilointi ja käytännön huomioita. Lipaasit voidaan immobilisoida liikkuvan liuoksen tai kiinteille tukille, mikä parantaa vaka- uutta, kestävyyttä ja uudelleenkäyttöä. CALB (Candida antarctica lipase B) sekä Pseudomonas- ja Candida-lipasikantoja käytetään laajasti teollisuudessa. Rajoitteina ovat esim. liuottimien vaikutus, substraattien erityisominaisuudet ja massansiirto-ongelmat, sekä alkoholin ja veden suhde, jotka voivat vaikuttaa katalyyttiseen tehokkuuteen.