Schweineleberesterase

Schweineleberesterase (Sus scrofa)
—

Isoformen	3 (α, β und γ)
Bezeichner
Gen-Name(n)	PLE
Externe IDs	CAS-Nummer: 9016-18-6
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	3.1.1.1 Esterase
Reaktionsart	Hydrolyse^[1]
Substrat	Carbonsäureester
Produkte	Carbonsäure und Alkohol

Schweineleberesterase (engl. pig liver esterase, PLE) ist ein aus der Leber von Schweinen gewonnenes Enzym.

Beschreibung

Schweineleberesterase wird durch Extraktion mit organischen Lösungsmitteln aus Schweinelebern gewonnen.^[2] Es ist ein leicht bräunliches Pulver, das sich gut in Wasser lösen lässt.

Das Enzym existiert in drei Isoformen: Die α-Untereinheit hat eine molaren 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 kann dabei auch an einem polymeren Träger, wie beispielsweise Polyacrylamid-Gele (Eupergit^®), immobilisiert werden.^[14] Die Aktivität des Enzymes wird dadurch geringfügig beeinträchtigt und erreicht etwa 68 % des Wertes der nicht immobilisierten Schweineleberesterase.^[15]

Inhibitoren

Trifluormethylketone, wie beispielsweise 1,1,1-Trifluor-4-phenylbutan-2-on, sind in der Lage das Enzym zu inhibieren.^[16]^[17]

Weiterführende 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

Weblinks

Datenblatt Esterase from porcine liver bei Sigma-Aldrich (PDF).
Brenda-Enzymes (englisch)

Einzelnachweise

↑ genome.jp: Reaction: R00630. Abgerufen am 17. November 2009
↑ 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
↑ 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
↑ 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
↑ ^5,0 ^5,1 S. Lange u. a.: Cloning, functional expression, and characterization of recombinant pig liver esterase. In: Chembiochem 2, 2001, S. 576–582. PMID 11828491
↑ 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
↑ 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
↑ U. T. Bornscheuer und R. J. Kazlauskas: Hydrolases in Organic Synthesis - Regio- and Stereoselective Biotransformations. Wiley-VCH, 2005, ISBN 3-527-31029-0
↑ K. Faber: Biotransformations in Organic Chemistry. Verlag Springer, 2004, ISBN 978-3-540-20097-0
↑ 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
↑ 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
↑ 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
↑ 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
↑ T. Boller u. a.: EUPERGIT Oxirane Acrylic Beads: How to Make Enzymes Fit for Biocatalysis. In: Org Proc Res Dev 6, 2002, S. 509–519. doi:10.1021/op015506w
↑ 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
↑ 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
↑ 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

[1] .jp: Reaction: R00630. 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

[PMID11828491-5] 5,0 ^5,1 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 978-3-540-20097-0

[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 Proc 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

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]