Studies on the lipolytic enzyme action I. Kinetics of pancreatic lipase activity on an ester in homogeneous aqueous solution
1950; Elsevier BV; Volume: 6; Linguagem: Inglês
10.1016/0006-3002(50)90086-2
ISSN1878-2434
Autores Tópico(s)Lipid metabolism and biosynthesis
Resumo1. A review of previous works dealing with the decomposition of esters by pancreatic lipase shows that it has not been possible to put forward an equation which holds for the entire course of the reaction, and which allows one to draw conclusions with regard to the reaction mechanism. 2. Rac. I-caprylyl glycerol seems to be a most suitable substrate for studying the kinetics of ester decomposition in homogeneous aqueous solution. Rac. I-caprylyl glycerol can be obtained as a pure crystalline substance which is non-volatile and somewhat soluble in water. The enzymatic decomposition by OH− of the ester goes to completion and the spontaneous hydrolysis is negligible at pH values about 7.1. 3. Pancreatic lipase splits the enantiomorphic forms in rac. I-caprylyl glycerol with the same velocity. The initial velocity is proportional to the enzyme concentration at constant substrate concentration and proportional to the substrate concentration at constant enzyme concentration. 4. Our experiments bring out that the hydrolysis of rac. I-caprylyl glycerol by pancreatic lipase may be explained by a reaction mechanism corresponding to a closed sequence consisting of 3 partial reactions. By means of the principle of stationarity an integral equation of the form t = A 1naa−x−Bx+C(Ia−x−Ia) was put forward. A, B and C are expressed by the velocity constant k1, k−1, k2, k−2, and k3 in the partial reactions. A method for the graphical determination of A, BC is stated. By varying the substrate concentration at constant enzyme concentration I/k2, k−1/k1 and k−2/k3 are computed. In the experiments presented calculated and observed t values agree well. 1. Un exposé des travaux précédents sur la décomposition des esters par la lipase pancréatique montre qu'on n'a pas réussi à établir une équation valable pendant toute la durée de la réaction, et qui permet de tirer une conclusion en ce qui concerne un mécanisme de réaction. 2. Le I-caprylyl glycerol racémique semble être un substrat très propre à des études cinétiques de la décomposition d'esters en solution aqueuse homogène. Le I-caprylyl glycerol racémique peut être obtenu comme une substance pure cristalline non-volatile et assez soluble dans l'eau. La décomposition enzymatique par OH− de l'ester se poursuit complètement et l'hydrolyse spontanée est négligeable à un pH d'environ 7.1. 3. La lipase pancréatique décompose les formes énantiomorphes du I-caprylyl glycerol racémique à la même vitesse. La vitesse initiale est proportionnelle à la concentration de l'enzyme quand la concentration du substrat demeure constante et proportionnelle à la concentration du substrat lorsque la concentration en enzyme est constante. 4. Nos expériences montrent que l'hydrolyse par la lipase pancréatique du I-caprylyl glycerol racémique peut être expliquée par un mécanisme de réaction correspondant à une cycle composé de 3 réactions partielles. En utilisant le principe de stationarité nous proposons une équation intégrale de la forme t = A 1naa−x−Bx+C(Ia−x−Ia) où A, B et C sont exprimés par les coefficients de vitesse k1, k−1, k2, k−2 et k3 des réactions partielles. Nous donnons un compte rendu d'un mode de calcul graphique d' A, BC. En faisant varier la concentration du substrat (à concentration constante de l'enzyme), nous calculons I/k2, k−1/k1 et k−2/k3. Dans les expériences présentées nous avons demontré une bonne concordance entre les valeurs de t observées et calculées. 1. Eine Übersicht über frühere Arbeiten betreffs der Splatung von Estern durch pankreatische Lipase zeigt, dass man nicht im stande gewesen ist eine Gleichung aufzustellen, die für den ganzen Reaktionsverlauf gilt, und die erlabut, Schlüsse über einen Reaktionsmechanismus zu ziehen. 2. Rac. I-Caprylyl-glycerol scheint ein sehr geeignetes Substrat für Untersuchungen über die Kinetik der Esterspaltung in homogener, wässriger Lösung zu sein. Rac. I-Caprylyl-glycerol kann man als eine reine krystallinische Substanz, die nichtflüchtig und mässig löslich in Wasser ist, gewinnen. Die enzymatische Spaltung des Esters durch OH− ist vollständig, und die spontane Hydrolyse bei pH ca 7.1 kann vernachlässigt werden. 3. Pankreaslipase spaltet die enantiomorphen Formen des rac. I-Caprylyl-glycerols mit gleicher Geschwindigkeit. Die Anfangsgeschwindigkeit ist der Enzymkonzentration proportional, wenn die Substratkonzentration konstant gehalten wird, und proportional der Substratkonzentrazion, wenn die Enzymkonzentration konstant ist. 4. Unsere Versuche zeigen, dass die pankreaslipatische Hydrolyse von rac. I-Caprylyl-glycerol durch einen Reaktionsmechanismus, der einer geschlossenen Reihenfolge, bestehend aus drei Teilreaktionen, entspricht. Mittels des Stationaritätsprinzips wird eine Integralgleichung von der Form t = A 1naa−x−Bx+C(Ia−x−Ia) aufgestellt, wo A, B und C durch die Geschwindigkeitskoeffizienten k1, k−1, k2, k−2 und k3 der Teilreaktionen ausgedrückt sind. Eine Methode zur graphischen Bestimmung von A, B und C wird angegeben. Durch Änderung der Substratkonzentration (konstantes Enzym) werden I/k2, k−1/k1 und k−2/k3 berechnet. Aus den beschriebenen Versuchen geht hervor, dass eine gute Übereinstimmung zwischen gefundenen und berechneten t-Werten nachgewiesen werden kann.
Referência(s)