Charakteristické hydrolytické enzymy, klasifikace a funkce



hydrolytické enzymy nebo hydrolázy, jsou molekuly, které katalyzují hydrolytické reakce (hydro = voda; lýza = ruptura), tj. katalyzují chemickou reakci mezi jednou molekulou vody a jinou nebo jinou molekulou.

Hydrolasy, stejně jako většina enzymů, jsou bohaté na proteiny, což znamená, že se skládají z jednoho nebo více polypeptidových řetězců nebo aminokyselin.

Enzymy jsou přítomny téměř ve všech biochemických reakcích živých organismů. Jsou odpovědné za urychlení těchto reakcí snížením energetické hladiny samotné reakce.

Například většina zažívacích enzymů je hydrolytická. Ty jsou zodpovědné za urychlení rozkladu komplexních molekul potravinového bolusu.

Rozklad vede k jednodušším formám, které jsou organizmy snadno absorbovány. Enzymy nejen plní životní funkce v organismech, ale mají také lékařský a ekonomický význam.

Index

  • 1 Charakteristika
  • 2 Klasifikace
  • 3 Funkce v lidském těle
    • 3.1 Cholinesteráza
    • 3.2 Trávicí enzymy
  • 4 Použití
    • 4.1-Průmyslové
  • 5 Odkazy

Vlastnosti

Enzymy jsou obecně velké proteinové molekuly s regulovanou aktivitou. Všechny mají specifický 3D tvar. Pracují v nízkých koncentracích.

Během reakce nejsou modifikovány, takže mohou být získány bez změn v molekulární nebo proteinové struktuře. Mohou zpracovávat substráty s proměnlivou rychlostí, která může zahrnovat tisíce molekul za minutu.

Jsou specifické a mohou být mimo jiné denaturovány a / nebo ovlivněny změnami teploty, pH, koncentrací substrátu..

Na druhé straně jsou hydrolytické enzymy největší skupinou známých enzymů. Existuje více než 200 hydroláz, které katalyzují reakce, které narušují vazby Uhlík - kyslík, uhlí - dusík, uhlí - uhlík, fosfor - kyslík (anhydrid kyseliny fosforečné), včetně fosforu - vazby dusíku.

Další důležité vlastnosti hydrolytických enzymů jsou jejich široká substrátová specificita a jsou stereoselektivní.

Klasifikace

Klasifikace hydrolytických enzymů je založena především na povaze hydrolyzované vazby a na substrátu. Taxonomická terminologie označuje hydrolázy nebo hydrolytické enzymy pro tento typ enzymů.

Na druhé straně, běžné názvy enzymů jsou přizpůsobeny příponě -rukojeť, například cholinesterázu, esterázy a proteázy.

A konečně, podle Mezinárodní unie biochemie a molekulární biologie jsou enzymy klasifikovány podle čísel nazvaných EC (enzymová komise).

Hydlasy patří do skupiny 3 (EC3). Ty jsou dále rozděleny podle typu spoje, který hydrolyzují. Pokud například enzymy hydrolyzují lineární amidy, jejich počet je EC3.5.1, a pokud hydrolyzují serinové proteázy, jejich počet je EC3.4.16.21..

Funkce v lidském těle

Cholinesteráza

Cholinesteráza je jedním z nejdůležitějších známých hydrolytických enzymů. Hydrolyzuje acetylcholin a převádí ho na cholin a kyselinu octovou.

Tato specifická reakce působí po přenosu nervového impulsu a zastavuje působení molekul neurotransmiteru (acetylcholin)..

Trávicí enzymy

Jednou z nejvíce studovaných enzymatických reakcí je degradace potravin v organismech. Je známo, že během štěpení jsou lipázové enzymy zodpovědné za hydrolýzu lipidů a proteázy způsobují rozpad proteinů za získání aminokyselin.

Hydrolytické enzymy jsou zodpovědné za lámání nebo dělení velkých molekul a jejich přeměnu na jednodušší formy. Tyto získané molekuly budou použity při syntéze, vylučování odpadů nebo jako zdroje uhlíku pro získání energie.

Hlavním rysem trávicích hydrolytických enzymů je to, že jsou extracelulární a že se mísí s jídlem, když procházejí trávicím traktem..

Tyto enzymy jsou produkovány buňkami lemujícími žaludek, střevo a další orgány, jako je slinivka břišní.

Buněčné trávení

Lysosomy jsou hlavními protagonisty trávení buněk. V těchto buněčných strukturách je obsaženo více než 50 specifických hydrolytických enzymů.

Tyto enzymy plní funkci digesce komplexu organické hmoty a přeměňují ho na jednodušší molekuly, například: monosacharidy nebo aminokyseliny.

Použití

-Průmyslové

Farmaceutické

Technologické a vědecké pokroky posledních 20 let vedly k významným objevům v molekulárním poli mechanismů působení těchto sloučenin.

Ze šesti typů známých enzymů jsou hydrolytika nejpoužívanější (60%) v biokatalytických procesech farmaceutického průmyslu..

Lipázy jsou hydrolytické enzymy, které přeměňují triacylglycerol na glycerol a volné mastné kyseliny. Tyto enzymy slouží ve farmaceutickém průmyslu k rozvoji profenů (protizánětlivých léků), které působí proti revmatoidním onemocněním, artritidě, bolesti bederní kosti atd..

Jiné lipázy se používají k vývoji sloučenin, jako je chirální synton (antifungální) a lotrafiban, což je léčivo používané k prevenci trombotických příhod..

Jídlo

V současné době jsou hydrolázy esenciálními enzymy při výrobě různých potravinářských výrobků, a to díky mnoha aplikacím, které mají v současné době téměř ve všech průmyslových procesech..

Oblast zájmu týkající se použití hydrolytických enzymů je syntéza nebo produkce lignocelulózové biomasy. Tato biomasa má v průmyslu velký potenciál získat biopaliva.

Na druhé straně proteázy, enzymy, které katalyzují hydrolýzu peptidových sloučenin, mají vysoké použití v potravinářském průmyslu, zejména při přípravě hydrolyzátů sójových proteinů..

Slouží také ke zlepšení kvality chleba, ve sladidlech, při redukci hořkých příchutí různých potravin, a to i jako masných zjemňovačů..

Zemědělský průmysl používá pektinázy. Jedná se o skupinu enzymů schopných štěpit vysoce rozvětvené neutrální a kyselé polymery (pektinové skupiny) nacházející se v buněčné stěně rostlin.. 

Nejpoužívanější pektinázy na průmyslové zemědělské úrovni pocházejí z mikroorganismu zvaného Aspergillus niger a jsou používány pro fermentaci v ponořených kulturách a fermentaci pevných substrátů.

Pektinázy se také používají při výrobě džusů nebo ovocných šťáv a slouží ke snížení zákalu nebo vyjasnění, což zlepšuje jejich kvalitu. Oni také používají pro výrobu džemů a ovocných buničin.

Čisticí prostředky

Od počátku minulého století je známo, že trávicí proteázy čistí oblečení. Do konce minulého století většina detergentů obsahovala trávicí enzymy, jako jsou amylázy a lipázy.

Je dobře známo, že použití těchto enzymů v průmyslu detergentů činí proces praní účinnějším. Snižují náklady na vodu, jsou biologicky rozložitelné a zajišťují naprostou čistotu.

Bacillus licheniformis  a Aspergillus flavus produkují proteázy používané pro výrobu detergentů. Získaný produkt slouží k odstranění skvrn například bílkovin.

Houby produkují celulázy. Celulázy slouží jako detergent k odstranění skvrn z půdy nebo rostlinných zbytků. Jiné enzymy, jako jsou lipázy, se používají k odstranění mastných skvrn, jako jsou tuky nebo barvy na rty. Houba Aspergillus oryzae Používá se průmyslově k výrobě těchto enzymů.

Odkazy

  1. Enzym Zdroj: en.wikipedia.org.
  2. Enzym, Biochemie. Získané z britannica.com.
  3. Úvod do enzymu Třída 3: Hydrolasy. Zdroj: chem.uwec.edu.
  4. Hydrolase.Recuperated z chemistryexplained.com.
  5. T. McKee & J.R. McKee (2003). Biochemie, 3. vydání. Boston: McGraw-Hill.
  6. Trávicí enzymy Obnoveno z sciencelearn.org.nz
  7. M. Hernaís. Biokatalýza byla aplikována na získání léků a výrobků s vysokou přidanou hodnotou. Kapitola VI. Obnoveno z analesranf.com.
  8. Enzymy v mýtech na oblečení. Obnoveno z argenbio.org