Karakteristični hidrolitički enzimi, klasifikacija i funkcije



hidrolitički enzimi ili hidrolaze, su molekule koje kataliziraju reakcije hidrolize (hidro = voda; liza = ruptura), tj. kataliziraju kemijsku reakciju između jedne molekule vode i druge ili drugih molekula.

Hidrolize su, kao i većina enzima, bogate proteinima, što znači da su sastavljene od jednog ili više polipeptidnih lanaca ili aminokiselina..

Enzimi su prisutni u gotovo svim biokemijskim reakcijama živih organizama. Oni su odgovorni za ubrzavanje tih reakcija smanjenjem energetske razine same reakcije.

Na primjer, većina probavnih enzima su hidrolitički. Oni su odgovorni za ubrzavanje razgradnje kompleksnih molekula bolusa hrane.

Razgradnja rezultira jednostavnijim oblicima koje organizmi lako apsorbiraju. Enzimi ne samo da ispunjavaju vitalne funkcije u organizmima, već imaju i medicinsku i gospodarsku važnost.

indeks

  • 1 Značajke
  • 2 Klasifikacija
  • 3 Funkcije u ljudskom tijelu
    • 3.1 Kolinesteraza
    • 3.2 Probavni enzimi
  • 4 Upotreba
    • 4.1 -Industrial
  • 5 Reference

značajke

Enzimi su općenito velike proteinske molekule s reguliranom aktivnošću. Svi imaju određeni 3D oblik. Oni rade u niskim koncentracijama.

Oni se ne modificiraju tijekom reakcije, pa se mogu obnoviti bez promjena u molekularnoj ili proteinskoj strukturi. Mogu obraditi supstrate promjenjivom brzinom koja može uključivati ​​tisuće molekula u minuti.

Oni su specifični i mogu se denaturirati i / ili utjecati na promjene temperature, pH, koncentracije supstrata, između ostalih..

S druge strane, hidrolitički enzimi su najveća skupina poznatih enzima. Postoji više od 200 hidrolaza koje kataliziraju reakcije koje prekidaju veze ugljik - kisik, ugljen - dušik, ugljen - ugljik, fosfor - kisik (fosforni anhidrid), uključujući fosfor - dušične veze.

Druge važne karakteristike hidrolitičkih enzima su njihova široka specifičnost supstrata i stereoselektivne.

klasifikacija

Klasifikacija hidrolitičkih enzima temelji se uglavnom na prirodi hidrolizirane veze i na supstratu. Taksonomska terminologija označava hidrolaze ili hidrolitičke enzime za ovu vrstu enzima.

S druge strane, uobičajena imena enzima su usklađena sa sufiksom -rukovati, na primjer kolinesteraza, esteraze i proteaze.

Naposljetku, prema Međunarodnoj uniji biokemije i molekularne biologije, enzimi su klasificirani prema brojevima nazvanim EC (enzimska komisija).

Hidrolaze pripadaju skupini 3 (EC3). Oni su opet podijeljeni prema vrsti veze koju hidroliziraju. Na primjer, ako enzimi hidroliziraju linearne amide njihov je broj EC3.5.1, a ako se hidroliziraju serinske proteaze, njihov broj je EC3.4.16.21.

Funkcije u ljudskom tijelu

kolinesteraze

Kolinesteraza je jedan od najvažnijih poznatih hidrolitičkih enzima. Hidrolizira acetilkolin i pretvara ga u kolin i octenu kiselinu.

Ova specifična reakcija djeluje nakon prijenosa živčanog impulsa, zaustavljajući djelovanje molekula neurotransmitera (acetilkolin)..

Probavni enzimi

Jedna od najistraživanijih enzimskih reakcija je razgradnja hrane u organizmima. Poznato je da su tijekom digestije enzimi lipaze odgovorni za hidroliziranje lipida i proteaza uzrokuju razgradnju proteina kako bi se dobile aminokiseline..

Hidrolitički enzimi odgovorni su za razbijanje ili dijeljenje velikih molekula i pretvaranje u jednostavnije oblike. Ove dobivene molekule će se koristiti u sintezi, izlučivanju otpada ili kao izvori ugljika za dobivanje energije.

Glavna značajka probavnih hidrolitičkih enzima je da su izvanstanični i da se miješaju s hranom dok prolaze kroz probavni trakt..

Ove enzime proizvode stanice koje oblažu želudac, crijevo i druge organe kao što je gušterača.

Stanična probava

Lizosomi su glavni protagonisti digestije stanica. Postoji više od 50 specifičnih hidrolitičkih enzima sadržanih unutar tih staničnih struktura.

Ovi enzimi ispunjavaju funkciju probavljanja kompleksa organske tvari pretvarajući ga u jednostavniju molekulu, na primjer kao: monosaharide ili aminokiseline.

aplikacije

-industrijski

farmaceutski

Tehnološki i znanstveni napredak posljednjih 20 godina doveo je do važnih otkrića u molekularnom polju mehanizama djelovanja spojeva..

Od šest poznatih vrsta enzima najčešće se koriste (60%) u biokatalitičkim procesima farmaceutske industrije..

Lipaze su hidrolitički enzimi koji pretvaraju triacilglicerol u glicerol i slobodne masne kiseline. Ovi enzimi služe u farmaceutskoj industriji za razvoj profensa (protuupalnih lijekova) koji djeluju protiv reumatoidnih bolesti, artritisa, lumbalne boli itd..

Ostale lipaze se koriste za razvoj spojeva kao što su kiralni sinton (antifungalni) i lotrafiban koji je lijek koji se koristi za sprečavanje tromboznih događaja.

hrana

Trenutno su hidrolaze bitni enzimi u proizvodnji različitih prehrambenih proizvoda, zbog višestruke primjene u gotovo svim današnjim industrijskim procesima..

Područje interesa koje se odnosi na upotrebu hidrolitičkih enzima je sinteza ili proizvodnja lignocelulozne biomase. Ova biomasa ima veliki potencijal u industriji za dobivanje biogoriva.

S druge strane, proteaze, enzimi koji kataliziraju hidrolizu peptidnih spojeva imaju visoku primjenu u prehrambenoj industriji, posebno u pripremi hidrolizata sojinih proteina.

Oni također služe za poboljšanje kvalitete kruha, u sladilima, u smanjenju gorkih okusa različitih namirnica, čak i kao sredstva za omekšavanje mesa..

Poljoprivredna industrija koristi pektinaze. Riječ je o skupini enzima sposobnih za razgradnju visoko razgranatih neutralnih i kiselih polimera (pektinskih skupina) koji se nalaze u staničnoj stijenci biljaka.. 

Najčešće korištene pektinaze na industrijskoj poljoprivrednoj razini dolaze iz nazvanog mikroorganizma Aspergillus niger i koriste se za fermentaciju u potopljenim kulturama i fermentaciju čvrstih supstrata.

Pektinaze se također koriste u proizvodnji sokova ili voćnih sokova i služe smanjenju zamućenja ili pojašnjavanja, poboljšavajući njihovu kvalitetu. Također ih koriste za proizvodnju džemova i voćnih pulpa.

deterdženti

Od početka prošlog stoljeća poznato je da probavne proteaze čiste odjeću. Do kraja prošlog stoljeća većina deterdženata sadržavala je probavne enzime kao što su amilaze i lipaze.

Dobro je poznato da upotreba ovih enzima u industriji deterdženata čini proces pranja učinkovitijim. Oni smanjuju troškove vode, su biorazgradivi i osiguravaju potpunu čistoću.

Bacillus licheniformis  i Aspergillus flavus oni proizvode proteaze koje se koriste za proizvodnju deterdženata. Dobiveni proizvod služi za uklanjanje mrlja proteinskog izvora kao što je npr. Krv.

Gljivice proizvode celulaze. Celule služe kao deterdžent za uklanjanje mrlja tla ili biljnih ostataka. Drugi enzimi kao što su lipaze koriste se za uklanjanje uljnih mrlja kao što su masti ili boje za usne. Gljivice Aspergillus oryzae Industrijski se koristi za proizvodnju tih enzima.

reference

  1. Enzima. Preuzeto s en.wikipedia.org.
  2. Enzim, biokemija. Oporavio se od britannica.com.
  3. Uvod u enzimski razred 3: Hidrolize. Preuzeto s adrese chem.uwec.edu.
  4. Hydrolase.Recuperated iz chemistryexplained.com.
  5. T. McKee & J.R. McKee (2003). Biochemistry, 3. izdanje. Boston: McGraw-Hill.
  6. Probavni enzimi Oporavio se od sciencelearn.org.nz
  7. M. Herna. Biokataliza se primjenjuje za dobivanje lijekova i proizvoda s visokom dodanom vrijednošću. Poglavlje VI. Oporavio se od analesranf.com.
  8. Enzimi u sapunima za odjeću. Oporavio se od argenbio.org