리파아제

지방을 분해하는 효소로 중성지방 트리아실글리세롤을 가수분해하여 지방산과 글리세롤로 분해시킨다. 인체에서는 이자에서 생성되어 십이지장에서 분비된다.

리파아제의 기능. 중성지방 트리아실글리세롤을 가수분해하여 글리세롤과 3개의 지방산으로 분해한다. (제작: 남인현/한국지질자원연구원)

목차

지방을 분해하는 효소로 트리아실글리세롤(triacylglycerol)을 가수분해하여 지방산과 글리세롤로 분해시킨다. 트리아실글리세롤은 세 개의 알콜기(-OH)를 가진 글리세롤과 세 개의 지방산이 에스터 결합을 통해 형성된 화합물이다. 극성이 없는 중성지방이며 트리글리세라이드(triglyceride)라고 표현하기도 한다. 트리아실글리세롤은 사람과 동물 체지방과 식물성 지방의 주요 구성 성분으로 혈액에 존재하여 지방과 혈당의 양방향 수송을 가능하게 한다. 효소의 작용 과정은 트리아실글리세롤이 리파아제 효소 작용에 의해 가수분해되어 다이아실글리세롤과 하나의 지방산으로 분해되고 이어서 모노아실글리세롤과 지방산 하나, 그리고 모노아실글리세롤을 거쳐 글리세롤과 하나의 지방산으로 분해한다. 결국, 트리아실글리세롤은 리파아제에 의해 글리세롤과 3개의 지방산으로 분해된다. 사람의 리파아제는 이자에서 생성되어 십이지장에서 분비된다. 동물의 경우에는 위액, 이자액, 장액, 혈청, 폐, 신장, 부신, 지방조직, 태반 등 여러 곳에 분포하고 있으며 특히 이자액에 많이 있다. 식물의 경우는 아주까리, 밀, 콩 등의 씨앗에 많고, 곰팡이, 효모, 박테리아 등 미생물에도 함유되어 있다.

리파아제의 작용 과정. 트리아실글리세롤은 리파아제의 효소 작용에 의해 가수분해되어 다이아실글리세롤과 하나의 지방산으로 분해되고 이어서 모노아실글리세롤과 지방산 하나, 그리고 모노아실글리세롤을 거쳐 글리세롤과 하나의 지방산으로 분해한다. 결국, 트리아실글리세롤은 리파아제에 의해 글리세롤과 3개의 지방산으로 분해가 된다. (제작: 남인현/한국지질자원연구원)

효소의 화학적 특징은 기원 및 기질이 되는 중성지방에 따라 차이가 있다. 동물에 있는 리파아제는 pH 7.0∼9.0이 최적이나, 식물에 있는 리파아제는 pH 4.5∼5.0 부근이 최적 pH이다. 또한, 고등동물의 위액에 있는 리파아제는 최적 pH가 동물에 따라 다르기도 하다.

이자액에 있는 리파아제는 동물성으로 최적온도는 40℃이고 50℃ 이상에서 활성을 잃는다. 그러나, 아주까리 종자에 있는 식물성 리파아제는 열에 안정하다.

또한, 리파아제는 에스터레이스(esterase)와 달리 기질이 에멀션 상태일 때 잘 작용하기 때문에 쓸개즙 속에 들어 있는 각종 담즙산염은 중성지방의 에멀션화를 촉진하여 소화액 속의 리파아제의 작용이 쉽게 일어나도록 한다. 에스터레이스(esterase)는 기질이 물에 녹은 상태일 때 작용하여 리파아제와 이러한 특성으로 구분하기도 한다. 리파아제의 활성을 촉진시키는 물질은 칼슘이온, 알부민, 시안화칼륨, 하이드로설파이트, 아세토나이트릴, 시스틴 등이 있고, 활성을 저해하는 물질은 퀴닌, 알데하이드, 모노아이오도아세트산, 구리, 수은, 철, 코발트 등의 중금속 이온, 할로겐 등이 있다. 활성을 저해하는 물질이 있을 때에는 리파아제의 분해 작용이 일어나지 않아 지방이 그대로 장으로 이동한다. 그 밖에 특수한 리파아제인 리포단백질 리파아제가 동물의 혈액 등에 존재하면서 리포단백질을 형성하는 중성지방에 잘 작용한다. 이 효소는 헤파린에 의해 활성화된다.

리파아제에 의한 지방분해 과정과 리파아제 저해물질에 의한 지방분해 저해 과정 (출처: )

리파아제는 트리아실글리세롤 형태의 중성지방에 있는 글리세롤과 지방산의 에스테르결합을 가수분해하는 효소이지만 작용하는 조건에 따라 에스테르 합성 혹은 에스테르 교환 반응도 촉매한다. 산업적으로 생산되는 리파아제는 Mucor, Rhizopus, Aspergillus niger 등의 사상균 혹은 Candida cylindracea가 이용된다. 식품가공 분야에서 유제품의 향미를 강화하는 것이나 에스테르 교환 반응에 의한 유지의 개질에 응용되고 있다. 또한, 식품 원료, 향료 등으로 사용되는 각종 에스터 화합물의 생합성 촉매와 소화제의 원료 등으로 사용된다. 그리고, 리파아제는 중성지방의 가수분해를 시키는 활성과 함께 지방산과 글리세롤, 알코올에서 만들어지는 에스테르 화합물을 합성하는 능력이 있다. 이 작용을 활용하여 텔펜알코올에스테르와 게라닐부틸레이트 등을 합성할 수 있다.

미생물, 지방산, 효모, 퀴닌, 털곰팡이, 국균, 칸디다, 곰팡이

남인현/한국지질자원연구원

조유희/차의과학대학교