Iseloomulikud hüdrolüütilised ensüümid, klassifikatsioon ja funktsioonid

The hüdrolüütilised ensüümid või hüdrolaasid, on molekulid, mis katalüüsivad hüdrolüüsi reaktsioone (hüdro = vesi; lüüs = rebenemine), st nad katalüüsivad keemilist reaktsiooni ühe veemolekuli ja teise või teiste molekulide vahel.

Hüdrolaasid, nagu enamik ensüüme, on valgurikkaid, mis tähendab, et nad koosnevad ühest või mitmest polüpeptiidahelast või aminohappest.

Ensüümid esinevad peaaegu kõigis elusorganismide biokeemilistes reaktsioonides. Nad vastutavad nende reaktsioonide kiirendamise eest, vähendades reaktsiooni energia taset.

Näiteks on enamus seedetrakti ensüümid hüdrolüütilised. Need vastutavad toidu booluse komplekssete molekulide lagunemise kiirendamise eest.

Lagunemine toob kaasa lihtsamad vormid, mida organismid kergesti neelavad. Ensüümid täidavad mitte ainult elutähtsaid funktsioone organismides, vaid omavad ka meditsiinilist ja majanduslikku tähtsust.

Indeks

• 1 Omadused
• 2 Klassifikatsioon
• 3 Funktsioonid inimkehas
  • 3.1 Koliinesteraas
  • 3.2 Seedetrakti ensüümid
• 4 Kasutamine
  • 4.1. Tööstus
• 5 Viited

Omadused

Ensüümid on üldiselt suured reguleeritud aktiivsusega valgumolekulid. Kõigil on konkreetne 3D kuju. Nad töötavad madala kontsentratsiooniga.

Neid ei modifitseerita reaktsiooni ajal, nii et neid saab taastada ilma nende molekulaarse või valgu struktuuri muutusteta. Nad võivad töödelda substraate muutuva kiirusega, mis võib hõlmata tuhandeid molekule minutis.

Nad on spetsiifilised ja neid võivad denatureerida ja / või mõjutada muu hulgas temperatuuri, pH, substraadi kontsentratsioonide muutused..

Teisest küljest on hüdrolüütilised ensüümid tuntud ensüümide suurim rühm. Seal on rohkem kui 200 hüdrolaasi, mis katalüüsivad sidemeid purustavaid süsinikuaatomeid. Süsinik - hapnik, söe - lämmastik, söe - süsinik, fosfor - hapnik (fosforhappe anhüdriid), sealhulgas fosfor - lämmastik sidemed.

Muud hüdrolüütiliste ensüümide olulised omadused on nende lai substraadi spetsiifilisus ja nad on stereoselektiivsed.

Klassifikatsioon

Hüdrolüütiliste ensüümide klassifikatsioon põhineb peamiselt hüdrolüüsitud sideme olemusel ja substraadil. Taksonoomiline terminoloogia tähistab seda tüüpi ensüümide hüdrolaase või hüdrolüütilisi ensüüme.

Teisest küljest vastavad ensüümide üldnimetused sufiksile -käepide, näiteks koliinesteraas, esteraasid ja proteaasid.

Lõpetuseks, Rahvusvahelise Biokeemia ja Molekulaarbioloogia Liidu sõnul klassifitseeritakse ensüümid numbrite järgi, mida nimetatakse EC (ensüümikomisjon)..

Hüdrolaasid kuuluvad rühma 3 (EC3). Need on omakorda jaotatud vastavalt nende hüdrolüüsitava seose tüübile. Näiteks, kui ensüümid hüdrolüüsivad lineaarseid amiide, on nende arv EC3.5.1 ja kui nad hüdrolüüsivad seriinproteaase, on nende arv EC3.4.16.21.

Funktsioonid inimkehas

Koliinesteraas

Koliinesteraas on üks tähtsamaid tuntud hüdrolüütilisi ensüüme. Hüdrolüüsib atsetüülkoliini ja muundab selle koliiniks ja äädikhappeks.

See spetsiifiline reaktsioon toimib pärast närviimpulssi ülekannet, peatades neurotransmitterimolekulide (atsetüülkoliin) toime..

Seedetrakti ensüümid

Üks enim uuritud ensümaatilisi reaktsioone on toidu lagunemine organismides. On teada, et lagundamise ajal vastutavad lipaasi ensüümid lipiidide hüdrolüüsimise eest ja proteaasid põhjustavad valkude lagunemist, et saada aminohapped.

Hüdrolüütilised ensüümid vastutavad suurte molekulide purunemise või jagamise eest ja muutuvad need lihtsamateks vormideks. Neid saadud molekule kasutatakse sünteesil, jäätmete eritamisel või süsinikuallikatena energia saamiseks.

Seedetrakti hüdrolüütiliste ensüümide oluline tunnus on see, et nad on rakuvälised ja segunevad toiduga seedetrakti kaudu..

Neid ensüüme toodavad mao, soole ja teiste organite, näiteks kõhunäärme vooderdavad rakud.

Rakuline seedimine

Lüsosoomid on rakkude seedimise peamised tegijad. Nende rakustruktuuride sees on rohkem kui 50 spetsiifilist hüdrolüütilist ensüümi.

Need ensüümid täidavad orgaanilise aine kompleksi lagundamise funktsiooni, muutes selle lihtsamateks molekulideks, näiteks: monosahhariidid või aminohapped.

Kasutamine

-Tööstus

Ravim

Viimase 20 aasta tehnoloogilised ja teaduslikud edusammud on toonud kaasa olulised avastused ühendite toimemehhanismide molekulaarses valdkonnas..

Kuue teadaoleva ensüümi tüübist on farmaatsiatööstuse biokatalüütilistes protsessides kõige enam kasutatud hüdrolüütikume (60%)..

Lipaasid on hüdrolüütilised ensüümid, mis muudavad triatsüülglütserooli glütserooliks ja vabadeks rasvhapeteks. Need ensüümid töötavad farmaatsiatööstuses välja profeenid (põletikuvastased ravimid), mis toimivad reumatoidhaiguste, artriidi, nimmepiirkonna valu jne vastu..

Teisi lipaase kasutatakse selliste ühendite nagu kiraalne sünonoon (seenevastane) ja lotrafibaani väljatöötamiseks, mis on ravim, mida kasutatakse trombootiliste sündmuste vältimiseks..

Toit

Praegu on hüdrolaasid olulised ensüümid erinevate toiduainete tootmisel tänu mitmetele rakendustele, mida neil on peaaegu kõigis tänapäeva tööstuslikes protsessides..

Hüdrolüütiliste ensüümide kasutamisega seotud valdkond on lignotselluloosse biomassi süntees või tootmine. Sellel biomassil on tööstuses suur potentsiaal biokütuste saamiseks.

Teisest küljest on proteaasidel, ensüümidel, mis katalüüsivad peptiidühendite hüdrolüüsi, kõrget rakendust toiduainetööstuses, eriti sojavalgu hüdrolüsaatide valmistamisel..

Samuti aitavad need parandada magusainetes sisalduvate leivade kvaliteeti erinevate toiduainete mõru maitse vähendamisel, isegi kui liha pakendajad.

Põllumajandustööstus kasutab pektinaase. Need on ensüümide rühm, mis on võimeline lagundama taimede rakuseinas leiduvaid väga hargnenud neutraalseid ja happelisi polümeere (pektiinirühmi).. 

Kõige sagedamini kasutatavad pektinaasid tööstuslikul põllumajanduslikul tasandil pärinevad kutsutud mikroorganismist Aspergillus niger ja neid kasutatakse kääritamiseks sukeldatud kultuurides ja tahkete substraatide kääritamisel.

Pektiinaseid kasutatakse ka mahlade või puuviljamahlade tootmisel ning need vähendavad hägusust või selgust, parandades nende kvaliteeti. Nad kasutavad neid ka moosi ja viljaliha tootmiseks.

Detergendid

Eelmise sajandi algusest on teada, et seedetrakti proteaasid puhastavad riideid. Viimase sajandi lõpuks sisaldasid enamik detergente seedetrakti, näiteks amülaase ja lipaase.

On hästi teada, et nende ensüümide kasutamine pesuainetööstuses muudab pesuprotsessi tõhusamaks. Nad vähendavad vee hinda, on biolagunevad ja tagavad täieliku puhtuse.

Bacillus licheniformis  ja Aspergillus flavus nad toodavad detergentide tootmiseks kasutatavaid proteaase. Saadud toode on ette nähtud valgu päritolu, näiteks veri, eemaldamiseks.

Seened toodavad tsellulaase. Tsellulaasid on detergendina pinnase plekide või taimejäätmete eemaldamiseks. Teisi ensüüme, nagu lipaase, kasutatakse õliste plekkide nagu rasvade või huulevärvide eemaldamiseks. Seen Aspergillus oryzae Seda kasutatakse tööstuslikult nende ensüümide tootmiseks.

Viited

1. Ensüüm Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
2. Ensüüm, biokeemia. Taastati britannica.com.
3. Ensüümi klassi 3 tutvustus: hüdrolaasid. Välja otsitud aadressilt chem.uwec.edu.
4. Hydrolase.Recuperated alates keemiaexplained.com.
5. T. McKee & J.R. McKee (2003). Biokeemia, 3. väljaanne. Boston: McGraw-Hill.
6. Seedetrakti ensüümid Taastatud sciencelearn.org.nz
7. M. Hernaís. Biokatalüüs, mida kasutatakse kõrge lisandväärtusega ravimite ja toodete saamiseks. VI peatükk. Taastati alates analesranf.com-st.
8. Ensüümid riiete seebides. Taastati argenbio.org-st