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1. EINLEITUNG 14

1 Einleitung

1.1 Lipasen

1.1.1 Übersicht

Lipasen (Triacylglycerin-Acylhydrolasen, E.C. 3.1.1.3) hydrolyieren die Ester-Bindungen in

Triacylglyceriden (TAG) und den davon a/jointfilesconvert/483621/bgeleiteten Di- (DAG) und Monoacylglyceriden

(MAG) sowie einer Reihe anderer Ester. Die Reaktion ist in der Regel reversibel, so daß

Lipasen ebenfalls zur Synthese von Estern dienen können. Wie alle anderen Hydrolasen sind

Lipasen Cofaktor unabhängig. Charakteristisch für Lipasen, im Gegensatz z. B. zu Esterasen,

ist deren Aktivierung an Grenzflächen (engl. interfacial activation). Befinden sich Lipasen an

einer solchen Grenzfläche, erhöht sich ihre Aktivität signifikant gegenüber der in wässriger

Lösung. Die Grenzflächenaktivierung konnte schon in der Vergangenheit durch Messungen

der Aktivität bei verschiedenen Substratkonzentrationen bestimmt werden. Eindeutig nach-

gewiesen wurde sie jedoch erst in jüngerer Zeit durch Röntgenstrukturanalyse (Brady, et al.

1990, Grochulski, et al. 1993, Winkler, et al. 1990). Es konnte gezeigt werden, daß das aktive

Zentrum der Lipase von einer Oligopeptideinheit (engl. Lid) überlagert wird. Bindet nun eine

Lipase an die hydrophobe Grenzfläche, so öffnet sich das Lid und das aktive Zentrum ist für

das Substrat zugänglich.

Lipasen sind in der Lage, Reaktionen in organischen Lösungsmitteln ohne, oder in Gegenwart

geringer Mengen Wasser zu katalysieren und sind dadurch eine interessante Enzymklasse für

die Biokatalyse. Einsatzgebiete sind hier die Veresterung, die Umesterung, sowie die

Alkoholyse (siehe Kapitel 1.1.3).

Im Gegensatz zu anderen hydrolytischen Enzymen, insbesondere Proteasen, werden Lipasen

bisher nur zu einem geringen Teil industriell genutzt. Von dem geschätzten Umsatz von 1

Milliarde US-Dollar für Enzyme entfielen 1994 nur 7 % auf Lipasen. Sie werden in der

Hauptsache in Waschmitteln eingesetzt, aber auch für Diätprodukte und in der organischen

Synthese (Sheldon 1996). Detailliertere Angaben zu industriellen Applikationen von Lipasen

finden sich in der Literatur (Bornscheuer und Kazlauskas 1999, Haas und Joerger 1995,

Schmid und Verger 1998).

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