Характерни хидролитични ензими, класификация и функции



на хидролитични ензими или хидролази, са молекули, които катализират реакциите на хидролиза (хидро = вода; лизис = руптура), т.е. те катализират химическа реакция между една молекула вода и друга или други молекули.

Хидролазите, както повечето ензими, са богати на протеини, което означава, че те са съставени от една или повече полипептидни вериги или аминокиселини..

Ензимите присъстват в почти всички биохимични реакции на живите организми. Те са отговорни за ускоряване на тези реакции чрез намаляване на енергийното ниво на самата реакция.

Например, повечето храносмилателни ензими са хидролитични. Те са отговорни за ускоряване на разграждането на сложни молекули на хранителния болус.

Разлагането води до по-прости форми, които лесно се абсорбират от организмите. Ензимите не само изпълняват жизнени функции в организмите, но и имат медицинско и икономическо значение.

индекс

  • 1 Характеристики
  • 2 Класификация
  • 3 Функции в човешкото тяло
    • 3.1 Холинестераза
    • 3.2 Храносмилателни ензими
  • 4 Използване
    • 4.1 -Промишлени
  • 5 Препратки

функции

Ензимите като цяло са големи протеинови молекули с регулирана активност. Всички те имат специфична 3D форма. Те работят при ниски концентрации.

Те не се модифицират по време на реакцията, така че могат да бъдат възстановени без промяна в молекулната или протеиновата им структура. Те могат да обработват субстрати с променлива скорост, която може да включва хиляди молекули в минута.

Те са специфични и могат да бъдат денатурирани и / или повлияни от промените в температурата, рН, концентрациите на субстрата и др..

От друга страна, хидролитичните ензими са най-голямата група от известни ензими. Има повече от 200 хидролази, които катализират реакциите, които разрушават връзките въглерод - кислород, въглища - азот, въглища - въглерод, фосфор - кислород (фосфорния анхидрид), включително фосфор - азотни връзки.

Други важни характеристики на хидролитичните ензими са тяхната широка субстратна специфичност и те са стереоселективни.

класификация

Класификацията на хидролитичните ензими се основава главно на естеството на хидролизираната връзка и на субстрата. Таксономичната терминология описва хидролазите или хидролитичните ензими за този вид ензими.

От друга страна, общите имена на ензимите са съобразени със суфикса -дръжка, например холинестераза, естерази и протеази.

Накрая, според Международния съюз по биохимия и молекулярна биология, ензимите са класифицирани по номера, наречени EC (ензимна комисия).

Хидролазите принадлежат към група 3 (EC3). Те на свой ред се подразделят според вида на връзката, която хидролизират. Например, ако ензимите хидролизират линейни амиди, броят им е EC3.5.1, и ако те хидролизират серинови протеази, техният брой е EC3.4.16.21.

Функции в човешкото тяло

холинестеразна

Холинестеразата е един от най-важните известни хидролитични ензими. Хидролизира ацетилхолин и го превръща в холин и оцетна киселина.

Тази специфична реакция действа след предаването на нервния импулс, като спира действието на невротрансмитерните молекули (ацетилхолин)..

Храносмилателни ензими

Една от най-изучените ензимни реакции е разграждането на храната в организмите. Известно е, че по време на смилането липазните ензими са отговорни за хидролизирането на липидите и протеазите, причиняват разграждането на протеините, за да се получат аминокиселини..

Хидролитичните ензими са отговорни за счупване или разделяне на големи молекули и превръщането им в по-прости форми. Тези получени молекули ще бъдат използвани в синтеза, екскрецията на отпадъци или като източници на въглерод за получаване на енергия.

Характерна черта на храносмилателните хидролитични ензими е, че те са извънклетъчни и се смесват с храна, докато преминават през храносмилателния тракт..

Тези ензими се произвеждат от клетки, покриващи стомаха, червата и други органи като панкреаса.

Клетъчно разграждане

Лизозомите са главните герои на разграждането на клетките. В тези клетъчни структури има повече от 50 специфични хидролитични ензими.

Тези ензими изпълняват функцията за усвояване на комплекса от органични вещества, превръщайки го в по-прости молекули, например като: монозахариди или аминокиселини..

приложения

-индустриален

фармацевтичната

Технологичните и научни постижения от последните 20 години доведоха до важни открития в молекулярното поле на механизмите на действие на съединенията..

От шестте известни вида ензими, хидролитиците са най-използваните (60%) в биокаталитичните процеси на фармацевтичната промишленост..

Липазите са хидролитични ензими, които превръщат триацилглицерол в глицерол и свободни мастни киселини. Тези ензими служат във фармацевтичната индустрия за развитие на профен (противовъзпалителни лекарства), които действат срещу ревматоидни заболявания, артрит, лумбална болка и др..

Други липази се използват за разработване на съединения като хирален синтен (противогъбичен) и лотарофибан, който е медикамент, използван за предотвратяване на тромботични събития..

храна

Понастоящем, хидролазите са основни ензими в производството на различни хранителни продукти, поради многобройните им приложения в почти всички промишлени процеси от днес..

Област на интерес, свързана с използването на хидролитични ензими, е синтезът или производството на лигноцелулозна биомаса. Тази биомаса има голям потенциал в индустрията за получаване на биогорива.

От друга страна, протеазите, ензимите, които катализират хидролизата на пептидни съединения, имат високо приложение в хранителната промишленост, особено при получаването на соеви протеинови хидролизати.

Те също така служат за подобряване на качеството на хляба, в подсладителите, в намаляването на горчивите аромати на различни храни, дори и като месинг за месо.

Земеделската промишленост използва пектинази. Това са група ензими, способни да разграждат силно разклонени неутрални и кисели полимери (пектинови групи), открити в клетъчната стена на растенията.. 

Най-често използваните пектинази на промишлено селскостопанско ниво идват от микроорганизма, наречен Aspergillus niger и се използват за ферментация в потопени култури и ферментация на твърди субстрати.

Пектиназите се използват също в производството на сокове или плодови сокове и служат за намаляване на мътността или изясняване, като подобряват качеството на тези сокове. Те ги използват и за производството на конфитюри и плодови пулпове.

перилни препарати

От началото на миналия век е известно, че храносмилателните протеази почистват дрехите. До края на миналия век повечето детергенти съдържат храносмилателни ензими като амилази и липази.

Добре известно е, че използването на тези ензими в детергентната промишленост прави процеса на измиване по-ефективен. Те намаляват разходите за вода, са биоразградими и осигуряват пълна чистота.

Bacillus licheniformis  и Aspergillus flavus те произвеждат протеази, използвани за производството на детергенти. Полученият продукт служи за отстраняване на петна от протеинов произход, като например кръв.

Гъбите произвеждат целулази. Целулазите служат като детергент за отстраняване на петна от почвата или растителни остатъци. Други ензими като липази се използват за отстраняване на мазни петна като мазнини или бои за устни. Гъбата Aspergillus oryzae Той се използва индустриално за производството на тези ензими.

препратки

  1. Ензими. Изтеглено от en.wikipedia.org.
  2. Ензим, биохимия. Възстановен от britannica.com.
  3. Въведение в ензим клас 3: Хидролази. Извлечено от chem.uwec.edu.
  4. Hydrolase.Recuperated от chemistryexplained.com.
  5. T. McKee & J.R. McKee (2003). Биохимия, 3-то издание. Бостън: Макгроу-Хил.
  6. Храносмилателни ензими Възстановен от sciencelearn.org.nz
  7. М. Херна. Биокатализата се прилага за получаване на лекарства и продукти с висока добавена стойност. Глава VI. Възстановен от analesranf.com.
  8. Ензими в сапуни за дрехи. Възстановен от argenbio.org