HIDROLITIČNI ENCIMI: ZNAČILNOSTI, RAZVRSTITEV, FUNKCIJE - ANATOMIJA IN FIZIOLOGIJA - 2026

V hidrolitična encimi ali hidrolaze, so molekule, ki katalizira hidrolizo reakcije (hidro = voda; liza = porušitvi), tj katalizirajo kemična reakcija med molekulo vode in drugo molekulo.

Hidrolaze so, tako kot večina encimov, beljakovinske narave, kar pomeni, da jih sestavlja ena ali več verig polipeptida ali aminokislin.

Diagram traku hidrolatnega encima alfa-amilaze trebušne slinavke. Vzeto in urejeno iz lastnega dela. , prek Wikimedia Commons.

Encimi so prisotni v skoraj vseh biokemičnih reakcijah živih organizmov. Odgovorni so za pospeševanje teh reakcij z znižanjem energijske ravni reakcije.

Na primer, večina prebavnih encimov je hidroliznih. Ti so odgovorni za pospešitev razpada kompleksnih molekul v bolusu.

Razpad povzroči enostavnejše oblike, ki jih organizmi zlahka absorbirajo. Encimi ne izpolnjujejo samo vitalnih funkcij v organizmih, ampak imajo tudi medicinski in gospodarski pomen.

značilnosti

Encimi so na splošno velike molekule beljakovin z regulirano aktivnostjo. Vsi imajo specifično 3D obliko. Te delujejo v nizkih koncentracijah.

Med reakcijo se ne spremenijo, zato jih je mogoče obnoviti brez sprememb v njihovi molekularni ali beljakovinski strukturi. Podloge lahko obdelujejo s spremenljivo hitrostjo, ki lahko vključuje na tisoče molekul na minuto.

So specifični in lahko med drugim denaturirajo in / ali vplivajo na spremembe temperature, pH, koncentracij substratov.

Hidrolitični encimi so največja skupina encimov, ki jih poznamo. Obstaja več kot 200 hidrolaz, ki katalizirajo reakcije, ki pretrgajo vezi ogljik - kisik, ogljik - dušik, ogljik - ogljik, fosfor - kisik (fosforni anhidrid), celo fosforno - dušikove vezi.

Druge pomembne lastnosti hidroliznih encimov so njihova široka specifičnost substrata in stereoselektivnost.

Razvrstitev

Razvrstitev hidroliznih encimov temelji predvsem na naravi hidrolizirane vezi in substrata. Taksonomska terminologija imenuje to vrsto encimskih hidrolaz ali hidroliznih encimov.

Po drugi strani pa skupna imena encimov sestavljajo pripona -aza, na primer holinesteraza, esteraze in proteaze.

Nazadnje, po podatkih Mednarodne zveze za biokemijo in molekularno biologijo, encime razvrščamo po številkah, imenovanih EC (encimska komisija).

Hidrolaze spadajo v skupino 3 (EC3). Ti pa so razdeljeni glede na vrsto vezi, ki jo hidrolizirajo. Na primer, če encimi hidrolizirajo linearne amide, je njihovo število EC3.5.1 in če hidrolizirajo serinske proteaze, je njihovo število EC3.4.16.21.

Funkcije v človeškem telesu

Kolinesteraza

Kolinesteraza je eden najpomembnejših znanih hidroliznih encimov. Hidrolizira acetilholin in ga pretvori v holin in ocetno kislino.

Ta specifična reakcija deluje po prenosu živčnega impulza in ustavi delovanje molekul nevrotransmiterja (acetilholin).

Prebavni encimi

Ena najbolj preučenih encimskih reakcij je degradacija hrane v organizmih. Znano je, da so med prebavo encimi lipaze odgovorni za hidrolizo lipidov, proteaze pa povzročajo razpad proteinov, da dobijo aminokisline.

Hidrolitični encimi so odgovorni za lom ali delitev velikih molekul in njihovo pretvorbo v enostavnejše oblike. Te pridobljene molekule bodo uporabljene pri sintezi, izločanju odpadkov ali kot viri ogljika za pridobivanje energije.

Izjemna značilnost prebavnih hidroliznih encimov je, da so zunajcelični in da se mešajo s hrano, ko prehajajo skozi prebavni trakt.

Te encime proizvajajo celice, ki linijo želodec, črevesje in druge organe, kot je trebušna slinavka.

Celična prebava

Lizosomi so glavni dejavniki celične prebave. V teh celičnih strukturah je več kot 50 specifičnih hidroliznih encimov.

Ti encimi izpolnjujejo funkcijo prebave zapletenih organskih snovi in ​​jih pretvorijo v enostavnejše molekule, na primer v monosaharide ali aminokisline.

Prijave

-Industrijsko

Farmacevtska

Tehnološki in znanstveni napredek zadnjih 20 let je privedel do pomembnih odkritij na molekularnem področju mehanizmov delovanja spojin.

Od šestih vrst znanih encimov se hidrolizni najbolj uporabljajo (60%) v biokataliznih farmacevtskih industrijah.

Lipaze so hidrolizni encimi, ki triacilglicerol pretvorijo v glicerol in proste maščobne kisline. Ti encimi se v farmacevtski industriji uporabljajo za razvoj proronov (protivnetnih zdravil), ki delujejo proti revmatoidnim boleznim, artritisom, bolečinam v spodnjem delu hrbta itd.

Druge lipaze se uporabljajo za razvoj spojin, kot sta kiralni sinton (protiglivično) in lotrafiban, ki je zdravilo, ki se uporablja za preprečevanje trombotičnih epizod.

Hrana

Trenutno so hidrolaze bistveni encimi pri proizvodnji različnih živil, zaradi številnih uporab, ki jih imajo danes v skoraj vseh industrijskih procesih.

Področje zanimanja, povezano z uporabo hidroliznih encimov, je sinteza ali proizvodnja lignocelulozne biomase. Ta biomasa ima v industriji velik potencial za pridobivanje biogoriv.

Po drugi strani imajo proteaze, encimi, ki katalizirajo hidrolizo peptidnih spojin, v prehrambeni industriji zelo uporabno, zlasti pri pripravi hidrolizatov sojinih beljakovin.

Služijo tudi izboljšanju kakovosti kruha, pri sladilih, zmanjšanju grenkih okusov različnih živil, tudi kot razkuževalcev mesa.

Kmetijska industrija uporablja pektinaze. To je skupina encimov, ki lahko razgradijo visoko razvejeno kislino in nevtralne polimere (skupine pektinov), ki jih najdemo v rastlinskih celičnih stenah.

Najpogosteje uporabljene pektinaze na industrijski kmetijski ravni izvirajo iz mikroorganizma z imenom Aspergillus niger in se uporabljajo za fermentacijo v potopljenih kulturah in fermentacijo trdnih substratov.

Pektinaze se uporabljajo tudi pri proizvodnji sadnih sokov ali sokov in služijo za zmanjšanje motnosti ali razjasnitve, izboljšanje njihove kakovosti. Uporabljajo jih tudi za proizvodnjo džemov in sadnih kaš.

Aspergillus niger vrsta mikroorganizmov, ki se uporabljajo za pridobivanje pektinaz. Vzeta in urejena iz: Mogana Das Murtey in Patchamuthu Ramasamy, prek Wikimedia Commons.

Detergenti

Prebavne proteaze so znane za čiščenje oblačil od začetka prejšnjega stoletja. Do konca prejšnjega stoletja je večina detergentov vsebovala prebavne encime, kot sta amilaza in lipaza.

Dobro je znano, da uporaba teh encimov v industriji detergentov naredi postopek pranja bolj učinkovit. Zmanjšajo porabo vode, so biološko razgradljivi in ​​zagotavljajo popolno čiščenje.

Bacillus licheniformis in Aspergillus flavus proizvajata proteaze, ki se uporabljajo za proizvodnjo detergentov. Pridobljeni izdelek se uporablja za odstranjevanje madežev beljakovinskega izvora, kot je na primer kri.

Glive proizvajajo celuloze. Celulaze služijo kot detergent za odstranjevanje madežev zemlje ali rastlinskih naplavin. Ostali encimi, kot so lipaze, se uporabljajo za odstranjevanje madežev oleinskega izvora, kot sta mast ali šminka. Gliva Aspergillus oryzae se industrijsko uporablja za proizvodnjo teh encimov.

Reference

1. Encim. Pridobljeno s strani en.wikipedia.org.
2. Encim, biokemija. Pridobljeno od britannica.com.
3. Uvod v razred encima 3: Hidrolaze. Pridobljeno iz chem.uwec.edu.
4. Hidrolaza, pridobljena iz chemistryexplained.com.
5. T. McKee in JR McKee (2003). Biokemija, 3. izdaja. Boston: McGraw-Hill.
6. Prebavni encimi. Pridobljeno iz sciencelearn.org.nz
7. M. Hernaís. Biokataliza, ki se uporablja za pridobivanje zdravil in izdelkov z visoko dodano vrednostjo. Poglavje VI. Pridobljeno od analesranf.com.
8. Encimi v milih za perilo. Pridobljeno iz argenbio.org