Plant lipases – molecular structure, role in ontogeny and biotechnological potential

Lipases are enzymes commonly found in microorganisms, fungi, plants and animals. Their main function in cell metabolism is the hydrolysis (lipolysis) of ester bonds between fatty acids and glycerol in mono-, di- and triacylglycerols. In plants, lipases play an important role in ontogeny, participating in both vegetative development and generative stages. These enzymes may also be a component of plant responses to biotic and abiotic stresses. Based on the similarity of the amino acid sequence and vacuolar localization of some plant lipases to yeast Atg15, we present a hypothesis about the participation of lipases in autophagy (precisely, in the degradation of the autophagic body) in plants. Despite the narrow substrate specificity and the type of reactions catalysed in cells, lipases find numerous biotechnological applications. The physicochemical features of lipases, which determine, for example, wide substrate specificity in vitro or high stability in a wide range of pH and temperature, make these enzymes the subject of applied research, and plant lipases show an increasing potential in this area of science and industry. Lipazy to enzymy powszechnie występujące w mikroorganizmach, grzybach, roślinach i zwierzętach. Ich główną funkcją w metabolizmie komórki jest hydroliza (lipoliza) wiązań estrowych pomiędzy kwasami tłuszczowymi a glicerolem w mono-, di- i triacyloglicerolach. U roślin lipazy odgrywają ważną rolę w ontogenezie, uczestnicząc zarówno w rozwoju wegetatywnym, jak i w stadiach generatywnych. Enzymy te mogą też być komponentem reakcji roślin na biotyczne i abiotyczne czynniki stresowe. Bazując na podobieństwie sekwencji aminokwasowej i wakuolarnej lokalizacji niektórych lipaz roślinnych do drożdżowego Atg15 przedstawiamy hipotezę o udziale lipaz w autofagii (a dokładniej w degradacji ciała autofagowego) u roślin. Pomimo wąskiej specyfiki substratowej i rodzaju katalizowanych reakcji w komórkach, lipazy znajdują liczne zastosowania biotechnologiczne. Cechy fizykochemiczne lipaz warunkujące np. szeroką specyfikę substratową w warunkach in vitro czy wysoką stabilność w szerokim zakresie pH i temperatury, powodują że enzymy te są obiektem badań o charakterze aplikacyjnym, a lipazy roślinne wykazują coraz większy potencjał w tym obszarze nauki i przemysłu.