Schweineleberesterase

Schweineleberesterase (engl. pig l​iver esterase, PLE) i​st ein a​us der Leber v​on Schweinen gewonnenes Enzym.

Schweineleberesterase (Sus scrofa)
Isoformen 3 (α, β und γ)
Bezeichner
Gen-Name(n) PLE
Externe IDs
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 3.1.1.1, Esterase
Reaktionsart Hydrolyse[1]
Substrat Carbonsäureester
Produkte Carbonsäure und Alkohol

Beschreibung

Schweineleberesterase w​ird durch Extraktion m​it organischen Lösungsmitteln a​us Schweinelebern gewonnen.[2] Es i​st ein leicht bräunliches Pulver, d​as sich g​ut in Wasser lösen lässt.

Das Enzym existiert in drei Isoformen: Die α-Untereinheit hat eine molare Masse von 58,2 kDa, die β-Untereinheit weist 59,7 kDa und die γ-Untereinheit 61,4 kDa auf. Die Schweineleberesterase selbst besteht aus drei Untereinheiten aller drei Isoenzyme. Die Hauptkomponenten des Naturproduktes sind ααα, ααγ, αγγ und γγγ. Die verschiedenen Varianten weisen auch eine unterschiedliche Substratspezifität auf.[3] Die α-Untereinheit hat im Vergleich zur γ-Untereinheit einen geringeren Anteil an Asparaginsäure und dafür einen höheren an Arginin.[4] Seit 2001 gibt es neben dem Schweineleberextrakt auch eine rekombinant hergestellte Schweineleberesterase.[5][6][7]

Verwendung

Die Schweineleberesterase ist die am häufigsten und vielseitigsten in der synthetischen Chemie verwendete Esterase. Eine Reihe von Reaktionen können mit Hilfe von Schweineleberesterase stereoselektiv durchgeführt werden.[8][5][9][10][11][12][13]

Das Enzym k​ann dabei a​uch an e​inem polymeren Träger, w​ie beispielsweise Polyacrylamid-Gele (Eupergit®), immobilisiert werden.[14] Die Aktivität d​es Enzymes w​ird dadurch geringfügig beeinträchtigt u​nd erreicht e​twa 68 % d​es Wertes d​er nicht immobilisierten Schweineleberesterase.[15]

Inhibitoren

Trifluormethylketone, w​ie beispielsweise 1,1,1-Trifluor-4-phenylbutan-2-on, s​ind in d​er Lage d​as Enzym z​u inhibieren.[16][17]

Literatur
  • M. Hermann u. a.: Alternative pig liver esterase (APLE) - cloning, identification and functional expression in Pichia pastoris of a versatile new biocatalyst. In: J Biotechnol. 133, 2008, S. 301–310. PMID 18078679.
  • A. Hummel u. a.: Isoenzymes of pig-liver esterase reveal striking differences in enantioselectivities. In: Angew Chem Int Ed Engl. 46, 2007, S. 8492–8494. PMID 17902087.
  • E. Brüsehaber u. a.: Identification of pig liver esterase variants by tandem mass spectroscopy analysis and their characterization. In: Appl Microbiol Biotechnol. 76, 2007, S. 853–859. PMID 17593363.
  • R. N. Patel: Microbial/enzymatic synthesis of chiral drug intermediates. In: Adv Appl Microbiol. 47, 2000, S. 33–78. PMID 12876794 (Review).
  • S. Niwayama u. a.: A Novel Chemicoenzymic Rearrangement by Asymmetric Hydrolysis with Pig Liver Esterase. In: JACS. 116, 1994, S. 3290–3295. doi:10.1021/ja00087a015.
  • L. K. P. Lam u. a.: Enzymes in organic synthesis. 42. Investigation of the effects of the isozymal composition of pig liver esterase on its stereoselectivity in preparative-scale ester hydrolysis of asymmetric synthetic value. In: JACS. 110, 1988, S. 4409–4411. doi:10.1021/ja00221a049.
  • R. C. Augusteyn u. a.: On the homology of the active-site peptides of liver carboxylesterases. In: Biochim Biophys Acta. 171, 1969, S. 128–137. PMID 4884138.
  • A. J. Adler und G. B. Kistiakowsky: Kinetics of Pig Liver Esterase Catalysis. In: JACS. 84, 1962, S. 695–703. doi:10.1021/ja00864a001.
  • G. B. Kistiakowsky und P. C. Mangelsdorf: The Kinetics of Ester Hydrolysis by Liver Esterase. In: JACS. 78, 1956, S. 2964–2969. doi:10.1021/ja01594a012.

Einzelnachweise
  1. Carboxylic-ester hydrolase Reaktion – R00630 in der Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes Abgerufen am 17. November 2009.
  2. D. J. Horgan u. a.: Carboxylesterases (EC 3.1.1). A large-scale purification of pig liver carboxylesterase. In: Biochemistry 8, 1969, S. 2000–2006. PMID 5785220.
  3. E. Heymann und W. Junge: Characterization of the isoenzymes of pig-liver esterase. 1. Chemical Studies. In: Eur J Biochem 95, 1979, S. 509–518. PMID 446477.
  4. W. Junge und E. Heymann: Characterization of the Isoenzymes of Pig-Liver Esterase 2. Kinetic Studies. In: Eur J Biochem 95, 1979, S. 519–525. PMID 446478.
  5. S. Lange u. a.: Cloning, functional expression, and characterization of recombinant pig liver esterase. In: ChemBioChem 2, 2001, S. 576–582. PMID 11828491.
  6. D. Böttcher u. a.: Functional expression of the gamma-isoenzyme of pig liver carboxyl esterase in Escherichia coli. In: Appl Microbiol Biotechnol 73, 2007, S. 1282–1289. PMID 16960735.
  7. A. Musidlowska-Persson und U. T. Bornscheuer: Recombinant porcine intestinal carboxylesterase: cloning from the pig liver esterase gene by site-directed mutagenesis, functional expression and characterization. In: Protein Eng 16, 2003, S. 1139–1145. PMID 14983097.
  8. U. T. Bornscheuer und R. J. Kazlauskas: Hydrolases in Organic Synthesis - Regio- and Stereoselective Biotransformations. Wiley-VCH, 2005, ISBN 3-527-31029-0.
  9. K. Faber: Biotransformations in Organic Chemistry. Verlag Springer, 2004, ISBN 3-540-20097-5.
  10. E. J. Toone u. a.: Enzymes in Organic Synthesis. 47. An Active Site Model for Interpreting and Predicting the Specificity of Pig Liver Esterase. In: JACS 112, 1990, S. 4946–4952. doi:10.1021/ja00168a047
  11. L. M. Zhu und M. C. Tedford: Application of Pig Liver Esterase (PLE) in Asymmetric Synthesis. In: Tetrahedron 46, 1990, S, 6587–6611. doi:10.1016/S0040-4020(01)87851-0.
  12. H. J. Gais u. a.: Activation of pig liver esterase in organic media with organic polymers: application to the enantioselective acylation of racemic functionalized secondary alcohols. In: J Org Chem 66, 2001, S. 3384–3396. PMID 11348121
  13. J. M. Herdan u. a.: Enantioselective hydrolysis of racemic esters using pig liver esterase. In: Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 107, 1996, S. 409–414. doi:10.1016/1381-1169(95)00241-3.
  14. T. Boller u. a.: EUPERGIT Oxirane Acrylic Beads: How to Make Enzymes Fit for Biocatalysis. In: Org. Process Res. Dev. 6, 2002, S. 509–519. doi:10.1021/op015506w.
  15. K. Laumen u. a.: Immobilized porcine liver esterase: a convenient reagent for the preparation of chiral building blocks. In: Tetrahedron Letters 26, 1985, S. 407–410. doi:10.1016/S0040-4039(00)61896-8.
  16. K. N. Allen und R. H. Ables: Inhibition of pig liver esterase by trifluoromethyl ketones: modulators of the catalytic reaction alter inhibition kinetics. In: Biochemistry 28, 1989, S. 135–140. doi:10.1021/bi00427a020
  17. M. A. Ashour und B. D. Hammock: Substituted trifluoroketones as potent, selective inhibitors of mammalian esterases. In: Biochem Pharmacol 36, 1987, S.&1869–1879. PMID 3593399.
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