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Etude cinetique de l’action de la lipase pancreatique sur des triglycerides en emulsion. Essai d’une enzymologie en milieu heterogene

1965; Elsevier BV; Volume: 105; Issue: 1 Linguagem: Francês

10.1016/s0926-6593(65)80181-3

1878-1454

Gilbert Benzonana, P. Desnuelle,

Lipid metabolism and biosynthesis

The purpose of this paper was to study the action of pancreatic lipase (glycerol ester hydrolase, EC 3.1.1.3) on emulsified triglycerides. This type of action is an interesting example of an enzymatic process taking place in an heterogeneous medium. It is shown that: Lipase is adsorbed by its emulsified substrate and the initial rate (v) of the reaction is a function of the number of enzyme molecules adsorbed at the interface. By varying the dilution of a triglyceride emulsion in bile salts in the presence of 0.1 M NaCl, linear Lineweaver-Burk representations are obtained from which the reaction paramaters Vm arid Km can easily be derived. However, the abscissae of the representation, and consequently the Km values, remain undefined as long as a right substitute for the substrate concentration concept is not found. Obviously, this concept cannot be used when the substrate is in an insoluble state. By using two emulsions containing particles of different size, it can be shown that v does not depend directly on the weight of the insoluble substrate. For the same weight, the same amount of lipase and the same experimental conditions. v becomes higher when the average size of the particles decreases, v depends on the area (I) of the interface. I can be experimentally determined with a good accuracy by two techniques : centrifugation of the emulsions in a sucrose gradient and counting of the particles according to their size in an electronic Coulter counter. On the other hand, v is inversely proportional to the total volume (A0) of the emulsion. Thus, lipase adsorption may be considered as fully reversible in our experimental conditions and to take place according to Langmuir's isotherms. The "interface concentration" I/A0, i.e. the interfacial area in a volume unit of emulsion, is playing, in the case of lipase, the role normally devoted to the concentration of the substrate. The Km (emulsion) of lipase corresponds to a certain value of this interface concentration. This does not mean that I/A0 is the only significant variable in the process. Other variables such as electrical charge of emulsified particles and molecular organization at the interface may also play a role. It may be supposed that the well-known influence of bile salts during the intraluminar phase of triglyceride digestion is at least partly related to the ability of these substances to favour the reversibility of lipase adsorption at the interface. Le but du présent travail est d'étudier l'action de la lipase pancréatique sur des triglycérides émulsifiés. Cette action fournit un exemple intéressant d'une catalyse enzymatique se déroulant en milieu hétérogène. On montre que: Le substrat émulsifié adsorbe la lipase et la vitesse initiale (v) de la réaction de lipolyse dépend du nombre de molécules d'enzyme adsorbées. En faisant agir la lipase sur des émulsions plus ou moins diluées de triglycérides dans les sels biliaires en présence de NaCl 0.1 M, on obtient des représentations de Lineweaver-Burk rectilignes capables de fournir sans ambiguité la valeur des deux paramètres Vm et Km de la réaction de lipolyse. Les abscisses de la représentation et ,par conséquent les valeurs de Km, restent néanmoins indéterminées aussi longtemps que l'on ignore par quoi remplacer dans le cas présent la notion de concentration du substrat. Cette notion perd évidemment son sens lorsque le substrat est insoluble. En utilisant deux émulsions de finesse différente, on s'aperçoit que (v) ne dépend pas directement du poids du substrat insoluble. Pour un même poids, la même quantité d'enzyme et des conditions opératoires données, (v) est d'autant plus grand que l'émulsion est plus fine, v dépend de l'aire (I) de l'interface. I peut être mesurée expérimentalement de façon précise au moyen de deux techniques, la centrifugation des émulsions dans un gradient de saccharose et le comptage électronique des particules en fonction de leur diamètre par un appareil Coulter. v étant d'autre part inversement proportionnel au volume (A0) de l'émulsion, l'adsorption de la lipase peut, au moins dans les conditions adoptées, être considérée comme réversible et répondant aux conceptions de Langmuir. La "concentration d'interface" (I/A0), c'est à dire l'aire de l'interface dans l'unité de volume d'émulsion, joue donc ici le rôle habituellement dévolu à la concentration du substrat. Elle permet de quantifier le Km (émulsion) de la lipase. La présente étude n'exclut naturellement pas la possibilité que (I/A0) ne soit pas la seule variable significative. D'autres variables telles que la charge électrique des particules émulsifiées et l'organisation des molécules à l'interface jouent aussi peut-être un rôle dans l'action lipasique. Il est concevable que l'influence bien connue des sels biliaires durant la phase intraluminaire de la digestion des triglycérides est due, en partie tout au moins, au fait que ces substances favorisent la réversibilité de l'absorption interfaciale de la lipase.