HIDROLITIKUS ENZIMEK: JELLEMZŐK, OSZTÁLYOZÁS, FUNKCIÓK - ANATÓMIA ÉS FIZIOLÓGIA - 2026

A hidrolitikus enzimek vagy hidrolázok olyan molekulák, amelyek katalizálják a hidrolízis reakciókat (víz = víz; lízis = szakadás), vagyis a vízmolekulák és más molekulák közötti kémiai reakciókat katalizálják.

A hidrolázok, mint a legtöbb enzim, protein jellegűek, vagyis egy vagy több polipeptid vagy aminosav láncból állnak.

Az emberi hasnyálmirigy-alfa-amiláz hidrolitikus enzim szalagdiagramja. Saját munkából vett és szerkesztett., a Wikimedia Commonson keresztül.

Az enzimek az élő szervezetek szinte minden biokémiai reakciójában megtalálhatók. Felelõsek azért, hogy ezeket a reakciókat felgyorsítsák a reakció energiaszintjének csökkentésével.

Például a legtöbb emésztő enzim hidrolitikus. Ezek felelősek az összetett molekulák bólusban történő lebontásának felgyorsításáért.

A bomlás egyszerűbb formákat eredményez, amelyeket a szervezetek könnyen felszívódnak. Az enzimek nemcsak az élő szervezetek életfunkcióit látják el, hanem orvosi és gazdasági szempontból is fontosak.

jellemzők

Az enzimek általában nagy fehérjemolekulák, szabályozott aktivitással. Mindegyiknek van egy meghatározott 3D alakja. Ezek alacsony koncentrációban működnek.

A reakció során nem módosulnak, tehát molekuláris vagy fehérjeszerkezetük megváltozása nélkül kinyerhetők. Feldolgozhatják a szubsztrátokat változó sebességgel, amely percenként több ezer molekulát vonhat be.

Ezek specifikusak, és denaturálhatók és / vagy befolyásolhatják többek között a szubsztrátum hőmérsékletének, pH-jának és koncentrációjának változásait.

A maga részéről a hidrolitikus enzimek az ismert enzimek legnagyobb csoportja. Több mint 200 hidroláz katalizálja azokat a reakciókat, amelyek megbontják a szén - oxigén, szén - nitrogén, szén - szén, foszfor - oxigén (foszfor-anhidrid) kötéseket, sőt foszfor-nitrogén kötéseket is.

A hidrolitikus enzimek további fontos jellemzői a széles szubsztrát-specifitásuk és sztereoszelektívek.

Osztályozás

A hidrolitikus enzimek osztályozása elsősorban a hidrolizált kötés és a szubsztrát természetén alapul. A taxonómiai terminológia ezt az enzim-hidrolázokat vagy hidrolitikus enzimeket nevezi.

Másrészt az enzimek közismert nevei utótagból állnak, például a kolinészteráz, az észterázok és a proteázok.

Végül, a Biokémiai és Molekuláris Biológiai Nemzetközi Unió szerint az enzimeket EC (enzimbizottság) számmal kell osztályozni.

A hidrolázok a 3. csoportba tartoznak (EC3). Ezek viszont fel vannak osztva a kötés típusa szerint, amelyet hidrolizálnak. Például, ha az enzimek hidrolizálják a lineáris amidokat, akkor számuk EC3.5.1, és ha a szerinproteázokat hidrolizálják, számuk EC3.4.16.21.

Az emberi test funkciói

Kolinészteráz

A kolinészteráz az egyik legfontosabb ismert hidrolitikus enzim. Az acetilkolint hidrolizálja, és kolinná és ecetsavvá alakítja.

Ez a specifikus reakció az idegimpulzus átadása után jár, megállítva a neurotranszmitter molekulák (acetilkolin) hatását.

Emésztőenzimek

Az egyik leginkább tanulmányozott enzimatikus reakció az élelmiszer lebontása a szervezetekben. Ismeretes, hogy az emésztés során a lipáz enzimek felelősek a lipidek hidrolizálásáért, és a proteázok a fehérjék lebontását eredményezik aminosavak előállítása céljából.

A hidrolitikus enzimek felelősek a nagy molekulák megbontásáért vagy felosztásáért, valamint egyszerűbb formákká történő átalakításáért. Ezeket a kapott molekulákat felhasználják a hulladék szintézisében, ürítésében vagy szénforrásként az energia előállításához.

Az emésztõ hidrolitikus enzimek kiemelkedõ jellemzõje, hogy extracellulárisak, és keverik az ételt, amikor áthaladnak az emésztőrendszeren.

Ezeket az enzimeket olyan sejtek termelik, amelyek vonalba hozzák a gyomort, a bont és más szerveket, például a hasnyálmirigyt.

Sejtes emésztés

A lizoszómák a sejtek emésztésének fő szereplői. Ezekben a sejtszerkezetekben több mint 50 specifikus hidrolitikus enzim található.

Ezek az enzimek teljesítik a komplex szerves anyagok emésztésének funkcióját, és egyszerűbb molekulákká alakítják, például monoszacharidok vagy aminosavak formájában.

Alkalmazások

-Ipari

Gyógyszeripari

Az elmúlt 20 év technológiai és tudományos fejlődése fontos felfedezésekhez vezetett a vegyületek működési mechanizmusainak molekuláris területén.

Az ismert enzimek hat típusa közül a hidrolitikusokat használják a leggyakrabban (60%) a gyógyszeripar biokatalitikus folyamataiban.

A lipázok olyan hidrolitikus enzimek, amelyek a triacil-glicerint glicerinné és szabad zsírsavakká alakítják. Ezeket az enzimeket a gyógyszeriparban olyan propének (gyulladáscsökkentő szerek) kifejlesztésére használják, amelyek reumás betegségek, ízületi gyulladás, derékfájás stb. Ellen hatnak.

Más lipázokat használnak vegyületek, például királis szinfon (gombaellenes) és lotrafibán kifejlesztésére, amelyeket a trombózisos epizódok megelőzésére használnak.

Étel

Jelenleg a hidrolázok nélkülözhetetlen enzimek a különféle élelmiszertermékek előállításában, mivel a szinte minden ipari folyamatban alkalmazzák őket.

A hidrolitikus enzimek alkalmazásával kapcsolatos érdekes terület a lignocellulózos biomassza szintézise vagy előállítása. Ez a biomassza nagy potenciállal rendelkezik az iparban a bioüzemanyagok előállításához.

Másrészt, a proteázok, az enzimek, amelyek katalizálják a peptidvegyületek hidrolízisét, nagyban alkalmazhatók az élelmiszeriparban, különösen a szójafehérje-hidrolizátumok előállításakor.

Emellett javítják a kenyér minőségét az édesítőszerekben, csökkentik a különféle ételek keserű ízeit, még húsosítóként is.

A mezőgazdasági ipar pektinázokat használ. Ezek olyan enzimek egy csoportja, amelyek képesek lebontani a növényi sejtfalakban található erősen elágazó sav- és semleges polimereket (pektincsoportokat).

Az ipari mezőgazdasági szinten a legszélesebb körben alkalmazott pektinázok az Aspergillus niger nevű mikroorganizmusból származnak, és merülő kultúrákban történő erjesztésre és szilárd szubsztrátok erjesztésére használják.

A pektinázokat gyümölcslevek vagy gyümölcslevek előállításához is használják, és ezek csökkentik a zavarosságot vagy tisztázzák, javítva azok minőségét. Ezeket dzsem és gyümölcspép előállításához is felhasználják.

A pektinázok előállításához használt Aspergillus niger mikroorganizmus fajok. Felvett és szerkesztette: Mogana Das Murtey és Patchamuthu Ramasamy, a Wikimedia Commons segítségével.

mosószerek

Az emésztő proteázok a múlt század eleje óta tisztítják a ruhákat. A múlt század végére a legtöbb mosószer emésztő enzimeket, például amilázokat és lipázokat tartalmazott.

Közismert, hogy ezen enzimek használata a mosószeriparban a mosási eljárást hatékonyabbá teszi. Csökkentik a vízfogyasztást, biológiailag lebonthatók és teljes tisztítást biztosítanak.

A Bacillus licheniformis és az Aspergillus flavus olyan proteázokat termel, amelyeket mosószerek előállításához használnak. A kapott terméket protein eredetű foltok, például vér eltávolítására használják.

A gombák cellulázokat termelnek. A cellulázok tisztítószerként szolgálnak a talajfoltok vagy növényi hulladékok eltávolításához. Más enzimeket, például lipázokat használnak az olaj eredetű foltok, például zsír vagy rúzs eltávolítására. Az Aspergillus oryzae gomba ipari felhasználású ezen enzimek előállítására.

Irodalom

1. Enzim. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről.
2. Enzim, Biokémia. Helyreállítva a britannica.com webhelyről.
3. Bevezetés a 3. enzim osztályba: Hidrolázok. Helyreállítva a chem.uwec.edu-tól.
4. Hidrogáz visszanyert a chemistryexplained.com oldalról.
5. T. McKee és JR McKee (2003). Biokémia, 3. kiadás. Boston: McGraw-Hill.
6. Emésztőenzimek. Helyreállítva a sciencelearn.org.nz webhelyről
7. M. Hernaís. Magas hozzáadott értékű gyógyszerek és termékek előállítása során alkalmazott biokatalizáció. VI. Fejezet Helyreállítva az analesranf.com webhelyről.
8. Enzimek a mosószappanokban. Helyreállítva az argenbio.org webhelyről