Raksturīgi hidrolītiskie fermenti, klasifikācija un funkcijas

The hidrolītiskos fermentus vai hidrolāzes, ir molekulas, kas katalizē hidrolīzes reakcijas (hidro = ūdens, līze = plīsums), tas ir, tās katalizē ķīmisku reakciju starp vienu ūdens molekulu un citu vai citām molekulām.

Hidrolāzes, tāpat kā lielākā daļa fermentu, ir bagātīgas ar olbaltumvielām, kas nozīmē, ka tās sastāv no vienas vai vairākām polipeptīdu ķēdēm vai aminoskābēm..

Fermenti atrodas gandrīz visās dzīvo organismu bioķīmiskās reakcijās. Tās ir atbildīgas par šo reakciju paātrināšanu, samazinot pašas reakcijas enerģijas līmeni.

Piemēram, vairums gremošanas fermentu ir hidrolītiski. Tās ir atbildīgas par barības bolusa komplekso molekulu sadalīšanās paātrināšanu.

Sadalīšanās rezultāts ir vienkāršākas formas, kuras organismā viegli uzsūcas. Fermenti ne tikai pilda būtiskas funkcijas organismos, bet arī ir medicīniska un ekonomiska nozīme.

Indekss

• 1 Raksturojums
• 2 Klasifikācija
• 3 Funkcijas cilvēka organismā
  • 3.1. Kolīnesterāze
  • 3.2 Gremošanas fermenti
• 4 Lietojumi
  • 4.1. Rūpnieciskais
• 5 Atsauces

Funkcijas

Enzīmi parasti ir lielas olbaltumvielu molekulas ar regulētu aktivitāti. Visiem ir īpaša 3D forma. Viņi strādā zemā koncentrācijā.

Reakcijas laikā tās netiek modificētas, tāpēc tās var atgūt bez izmaiņām to molekulārajā vai proteīna struktūrā. Tās var apstrādāt substrātus ar mainīgu ātrumu, kas var ietvert tūkstošiem molekulu minūtē.

Tie ir specifiski, un tos var denaturēt un / vai ietekmēt temperatūras, pH, substrāta koncentrācijas izmaiņas..

No otras puses, lielākie zināmo fermentu grupa ir hidrolītiskie fermenti. Ir vairāk nekā 200 hidrolāzes, kas katalizē reakcijas, kas izjauc obligācijas. Ogleklis - skābeklis, ogles - slāpeklis, ogles - ogleklis, fosfors - skābeklis (fosforskābes anhidrīds), ieskaitot fosforu..

Citas svarīgas hidrolītisko fermentu īpašības ir to plašā substrāta specifika un tās ir stereoselektīvas.

Klasifikācija

Hidrolītisko enzīmu klasifikācija galvenokārt balstās uz hidrolizētās saiknes raksturu un uz substrāta. Taksonomiskā terminoloģija norāda hidrolāzes vai hidrolītiskos fermentus šāda veida fermentiem.

No otras puses, enzīmu parastie nosaukumi atbilst sufiksam -rokturi, piemēram, holīnesterāzes, esterāzes un proteāzes.

Visbeidzot, saskaņā ar Starptautiskās bioķīmijas un molekulārās bioloģijas savienības datiem fermenti tiek klasificēti pēc numuriem, ko sauc par EK (fermentu komisija)..

Hidrolāzes pieder pie 3. grupas (EC3). Tie savukārt ir sadalīti atkarībā no saiknes, ko tie hidrolizē. Piemēram, ja fermenti hidrolizē lineāros amīdus, to skaits ir EC3.5.1, un, ja tie hidrolizē serīna proteāzes, to skaits ir EC3.4.16.21.

Funkcijas cilvēka organismā

Cholinesterase

Holīnesterāze ir viens no svarīgākajiem zināmajiem hidrolītiskajiem fermentiem. Hidrolizē acetilholīnu un pārveido to par holīnu un etiķskābi.

Šī specifiskā reakcija darbojas pēc nervu impulsa pārnešanas, apturot neirotransmitera molekulu (acetilholīna) darbību..

Gremošanas fermenti

Viena no visvairāk pētītajām enzīmu reakcijām ir pārtikas degradācija organismos. Ir zināms, ka fermentācijas laikā lipāzes enzīmi ir atbildīgi par lipīdu hidrolizāciju un proteāzes izraisa proteīnu sadalīšanos, lai iegūtu aminoskābes.

Hidrolītiskie fermenti ir atbildīgi par lielo molekulu sadalīšanu vai sadalīšanu un pārveidošanu vienkāršākās formās. Šīs iegūtās molekulas tiks izmantotas sintēzē, atkritumu izdalīšanā vai oglekļa avotos enerģijas iegūšanai.

Gremošanas hidrolītisko fermentu galvenā iezīme ir tā, ka tie ir ekstracelulāri un ka tie sajaucas ar pārtiku, kad tie šķērso gremošanas traktu..

Šos fermentus ražo šūnas, kas pārklāj kuņģi, zarnas un citus orgānus, piemēram, aizkuņģa dziedzeri.

Šūnu gremošana

Lizosomi ir šūnu gremošanas galvenie faktori. Šajās šūnu struktūrās ir vairāk nekā 50 specifisku hidrolītisko fermentu.

Šie fermenti pilda organisko vielu kompleksa sagremošanas funkciju, pārveidojot to par vienkāršākām molekulām, piemēram, kā: monosaharīdus vai aminoskābes.

Lietojumi

-Rūpnieciskais

Farmācija

Pēdējo 20 gadu tehnoloģiskie un zinātniskie sasniegumi ir noveduši pie būtiskiem atklājumiem molekulu darbības mehānismos šo savienojumu darbības mehānismos..

No sešiem zināmajiem fermentu veidiem farmaceitiskās rūpniecības biokatalītiskajos procesos visbiežāk tiek izmantoti hidrolītiskie līdzekļi (60%)..

Lipāzes ir hidrolītiskie fermenti, kas pārvērš triacilglicerīnu uz glicerīnu un brīvām taukskābēm. Šie fermenti farmaceitiskajā rūpniecībā kalpo par tādiem profiliem (pretiekaisuma līdzekļiem), kas darbojas pret reimatoīdajām slimībām, artrītu, jostas sāpēm utt..

Citas lipāzes tiek izmantotas, lai veidotu tādus savienojumus kā kirāls sinonons (pretsēnīšu līdzeklis) un lotrafibāns, kas ir zāles, ko lieto, lai novērstu trombotiskus notikumus..

Pārtika

Pašlaik hidrolāzes ir būtiski fermenti dažādu pārtikas produktu ražošanā, pateicoties daudzajiem pielietojumiem gandrīz visos mūsdienu rūpnieciskajos procesos..

Interesējošā joma, kas saistīta ar hidrolītisko fermentu izmantošanu, ir lignocelulozes biomasas sintēze vai ražošana. Šai biomasai šajā nozarē ir liels potenciāls biodegvielas iegūšanai.

No otras puses, proteāzēm, fermentiem, kas katalizē peptīdu savienojumu hidrolīzi, ir augsts pielietojums pārtikas rūpniecībā, jo īpaši sojas proteīnu hidrolizātu pagatavošanā..

Tās arī kalpo, lai uzlabotu maizes kvalitāti saldinātājos, samazinot rūgto garšu dažādos pārtikas produktos, pat kā gaļas piedāvājumus..

Lauksaimniecības nozare izmanto pektināzes. Tie ir fermentu grupa, kas spēj sadalīt augsti sazarotu neitrālu un skābu polimēru (pektīnu grupas) augus šūnu sienā.. 

Visbiežāk izmantotās pektināzes rūpnieciskā lauksaimniecības līmenī nāk no saucamā mikroorganisma Aspergillus niger un tos izmanto fermentēšanai zemūdens kultūrās un cieto substrātu fermentācijā.

Pektināzes tiek izmantotas arī sulu vai augļu sulu ražošanā, un tās palīdz samazināt duļķainumu vai precizēt, uzlabojot to kvalitāti. Viņi arī izmanto tos ievārījumu un augļu mīkstumu ražošanai.

Mazgāšanas līdzekļi

Kopš pagājušā gadsimta sākuma ir zināms, ka gremošanas proteāzes tīra drēbes. Pagājušā gadsimta beigās vairumā mazgāšanas līdzekļu bija gremošanas fermenti, piemēram, amilāzes un lipāzes.

Ir labi zināms, ka šo fermentu izmantošana mazgāšanas līdzekļos padara mazgāšanas procesu efektīvāku. Tie samazina ūdens izmaksas, ir bioloģiski noārdāmi un nodrošina pilnīgu tīrību.

Bacillus licheniformis  un Aspergillus flavus tie ražo proteāzes, ko izmanto mazgāšanas līdzekļu ražošanai. Iegūtais produkts kalpo, lai, piemēram, izņemtu olbaltumvielu izcelsmes plankumus, piemēram, asinis.

Sēnītes ražo celulozes. Celulozes kalpo kā mazgāšanas līdzeklis, lai noņemtu augsnes traipus vai augu atliekas. Lai noņemtu eļļainus traipus, piemēram, taukus vai lūpu krāsas, izmanto citus fermentus, piemēram, lipāzes. Sēne Aspergillus oryzae To izmanto rūpnieciski, lai ražotu šos fermentus.

Atsauces

1. Enzīms Izgūti no en.wikipedia.org.
2. Enzīms, bioķīmija. Atgūts no britannica.com.
3. Enzīma 3. klases ievads: hidrolāzes. Izgūti no chem.uwec.edu.
4. Hydrolase.Recuperated no ķīmijasexplained.com.
5. T. McKee & J.R. McKee (2003). Bioķīmija, 3. izdevums. Boston: McGraw-Hill.
6. Gremošanas fermenti Atgūts no sciencelearn.org.nz
7. M. Herna. Biokatalīze tiek izmantota, lai iegūtu zāles un produktus ar augstu pievienoto vērtību. VI nodaļa. Atgūts no analesranf.com.
8. Fermenti drēbju ziepēs. Atgūts no argenbio.org