Charakteristické hydrolytické enzýmy, klasifikácia a funkcie

hydrolytické enzýmy alebo hydrolázy sú molekuly, ktoré katalyzujú hydrolytické reakcie (hydro = voda; lýza = ruptúra), to znamená, že katalyzujú chemickú reakciu medzi jednou molekulou vody a inou alebo inou molekulou.

Hydrolasy, podobne ako väčšina enzýmov, sú bohaté na proteíny, čo znamená, že sú zložené z jedného alebo viacerých polypeptidových reťazcov alebo aminokyselín.

Enzýmy sú prítomné takmer vo všetkých biochemických reakciách živých organizmov. Zodpovedajú za urýchlenie týchto reakcií znížením energetickej úrovne samotnej reakcie.

Napríklad väčšina tráviacich enzýmov je hydrolytická. Tie sú zodpovedné za urýchlenie rozkladu komplexných molekúl potravinového bolusu.

Rozklad vedie k jednoduchším formám, ktoré sú ľahko absorbované organizmami. Enzýmy nielenže plnia vitálne funkcie v organizmoch, ale majú aj lekársky a ekonomický význam.

index

• 1 Charakteristiky
• 2 Klasifikácia
• 3 Funkcie v ľudskom tele
  • 3.1 Cholínesteráza
  • 3.2 Tráviace enzýmy
• 4 Použitie
  • 4.1 -priemyselné
• 5 Referencie

rysy

Enzýmy sú všeobecne veľké proteínové molekuly s regulovanou aktivitou. Všetky majú špecifický 3D tvar. Pracujú pri nízkych koncentráciách.

Počas reakcie nie sú modifikované, takže môžu byť získané bez zmien v ich molekulárnej alebo proteínovej štruktúre. Môžu spracovávať substráty s premenlivou rýchlosťou, ktorá môže zahŕňať tisíce molekúl za minútu.

Sú špecifické a môžu byť okrem iného denaturované a / alebo ovplyvnené zmenami teploty, pH, koncentrácií substrátu..

Na druhej strane, hydrolytické enzýmy sú najväčšou skupinou známych enzýmov. Existuje viac ako 200 hydroláz, ktoré katalyzujú reakcie, ktoré rozbíjajú väzby. Uhlík - kyslík, uhlie - dusík, uhlie - uhlík, fosfor - kyslík (anhydrid kyseliny fosforečnej), vrátane fosforu - dusíkaté väzby.

Ďalšie dôležité charakteristiky hydrolytických enzýmov sú ich široká substrátová špecifickosť a sú stereoselektívne.

klasifikácia

Klasifikácia hydrolytických enzýmov je založená hlavne na povahe hydrolyzovanej väzby a na substráte. Taxonomická terminológia označuje hydrolázy alebo hydrolytické enzýmy pre tento typ enzýmov.

Na druhej strane, bežné názvy enzýmov sú v súlade s príponou -rukoväť, napríklad cholínesterázu, esterázy a proteázy.

Nakoniec, podľa Medzinárodnej únie biochémie a molekulárnej biológie sú enzýmy klasifikované podľa čísel nazývaných EC (enzymatická komisia).

Hydlasy patria do skupiny 3 (EC3). Tieto sú ďalej rozdelené podľa typu spoja, ktorý hydrolyzujú. Napríklad, ak enzýmy hydrolyzujú lineárne amidy, ich počet je EC3.5.1 a ak hydrolyzujú serínové proteázy, ich počet je EC3.4.16.21..

Funkcie v ľudskom tele

cholínesterázy

Cholinesteráza je jedným z najdôležitejších známych hydrolytických enzýmov. Hydrolyzuje acetylcholín a premieňa ho na cholín a kyselinu octovú.

Táto špecifická reakcia pôsobí po prenose nervového impulzu a zastavuje pôsobenie neurotransmiterových molekúl (acetylcholín)..

Tráviace enzýmy

Jednou z najštudovanejších enzymatických reakcií je degradácia potravy v organizmoch. Je známe, že počas štiepenia sú lipázové enzýmy zodpovedné za hydrolýzu lipidov a proteázy spôsobujú rozpad proteínov na získanie aminokyselín.

Hydrolytické enzýmy sú zodpovedné za lámanie alebo delenie veľkých molekúl a ich premenu na jednoduchšie formy. Tieto získané molekuly sa použijú pri syntéze, vylučovaní odpadu alebo ako zdroje uhlíka na získavanie energie.

Hlavným rysom tráviacich hydrolytických enzýmov je to, že sú extracelulárne a že sa miešajú s jedlom, keď prechádzajú tráviacim traktom..

Tieto enzýmy sú produkované bunkami lemujúcimi žalúdok, črevá a iné orgány, ako je pankreas.

Bunkové trávenie

Lysozómy sú hlavnými protagonistami bunkového štiepenia. V týchto bunkových štruktúrach je obsiahnutých viac ako 50 špecifických hydrolytických enzýmov.

Tieto enzýmy plnia funkciu štiepenia komplexu organickej hmoty, ktorá ho premieňa na jednoduchšie molekuly, napríklad: monosacharidy alebo aminokyseliny.

aplikácie

-priemyselný

farmaceutický

Technologické a vedecké pokroky za posledných 20 rokov viedli k významným objavom v molekulárnej oblasti mechanizmov pôsobenia zlúčenín.

Zo šiestich typov enzýmov, ktoré sú známe, sú hydrolytiká najviac používané (60%) v biokatalytických procesoch farmaceutického priemyslu..

Lipázy sú hydrolytické enzýmy, ktoré konvertujú triacylglycerol na glycerol a voľné mastné kyseliny. Tieto enzýmy slúžia vo farmaceutickom priemysle na rozvoj profénov (protizápalových liekov), ktoré pôsobia proti reumatoidným ochoreniam, artritíde, bolesti bedrovej kosti atď..

Iné lipázy sa používajú na vývoj zlúčenín, ako je napríklad chirálny syntón (antifungálny) a lotrafiban, čo je liek používaný na prevenciu trombotických príhod..

jedlo

V súčasnej dobe sú hydrolázy esenciálnymi enzýmami pri výrobe rôznych potravinárskych výrobkov, a to vďaka mnohým aplikáciám, ktoré majú v súčasnosti takmer vo všetkých priemyselných procesoch..

Oblasťou záujmu súvisiacou s použitím hydrolytických enzýmov je syntéza alebo produkcia lignocelulózovej biomasy. Táto biomasa má veľký potenciál v priemysle získavať biopalivá.

Na druhej strane proteázy, enzýmy, ktoré katalyzujú hydrolýzu peptidových zlúčenín, majú vysoké použitie v potravinárskom priemysle, najmä pri príprave hydrolyzátov sójových proteínov..

Slúžia tiež na zlepšenie kvality chleba, v sladidlách, na redukciu horkých chutí rôznych potravín, dokonca aj ako mäsové utierky..

Poľnohospodársky priemysel využíva pektinázy. Jedná sa o skupinu enzýmov schopných rozkladať vysoko rozvetvené neutrálne a kyslé polyméry (pektínové skupiny) nachádzajúce sa v bunkovej stene rastlín.. 

Najčastejšie používané pektinázy na priemyselnej poľnohospodárskej úrovni pochádzajú z mikroorganizmu Aspergillus niger a používajú sa na fermentáciu v ponorených kultúrach a fermentáciu pevných substrátov.

Pektinázy sa tiež používajú pri výrobe džúsov alebo ovocných štiav a slúžia na zníženie zákalu alebo vyčírenie, čo zlepšuje ich kvalitu. Používajú ich aj na výrobu džemov a ovocných dužin.

detergenty

Od začiatku minulého storočia je známe, že tráviace proteázy čistia oblečenie. Do konca minulého storočia väčšina detergentov obsahovala tráviace enzýmy, ako sú amylázy a lipázy.

Je dobre známe, že použitie týchto enzýmov v priemysle detergentov zefektívňuje proces prania. Znižujú náklady na vodu, sú biologicky odbúrateľné a zabezpečujú úplnú čistotu.

Bacillus licheniformis  a Aspergillus flavus produkujú proteázy používané na výrobu detergentov. Získaný produkt slúži na odstránenie škvŕn proteínového pôvodu, ako napríklad krvi.

Huby produkujú celulázy. Celulázy slúžia ako čistiaci prostriedok na odstránenie škvŕn alebo nečistôt rastlín. Iné enzýmy, ako sú lipázy, sa používajú na odstránenie olejových škvŕn, ako sú tuky alebo pery. Huba Aspergillus oryzae Používa sa priemyselne na výrobu týchto enzýmov.

referencie

1. Enzým. Zdroj: en.wikipedia.org.
2. Enzým, biochémia. Získané z britannica.com.
3. Úvod do enzýmu Trieda 3: Hydrolasy. Zdroj: chem.uwec.edu.
4. Hydrolase.Recuperated z chemistryexplained.com.
5. T. McKee & J.R. McKee (2003). Biochémia, 3. vydanie. Boston: McGraw-Hill.
6. Tráviace enzýmy Obnovené z sciencelearn.org.nz
7. M. Hernaís. Biokatalýza sa týkala získavania liekov a výrobkov s vysokou pridanou hodnotou. Kapitola VI. Obnovené z analesranf.com.
8. Enzýmy v mydlách na odevy. Obnovené z argenbio.org