HIDROLITINIAI FERMENTAI: CHARAKTERISTIKOS, KLASIFIKACIJA, FUNKCIJOS - ANATOMIJA IR FIZIOLOGIJA - 2024

Kad hidrolizintus fermentai arba hidrolazės, yra molekulės, kurios katalizuoja hidrolizės reakcijos (hidro = vandeniui; lizės = trūkio), ty katalizuoti cheminė reakcija tarp vandens molekulės ir kitų molekulės.

Hidrolazės, kaip ir dauguma fermentų, yra baltymo pobūdžio, tai reiškia, kad jos yra sudarytos iš vienos ar daugiau polipeptidų arba aminorūgščių grandinių.

Žmogaus kasos alfa-amilazės hidrolizės fermento juostinė schema. Paimta ir redaguota iš „Savas darbas“. , per „Wikimedia Commons“.

Fermentai yra beveik visose gyvų organizmų biocheminėse reakcijose. Jie yra atsakingi už šių reakcijų paspartinimą, sumažinant reakcijos energijos lygį.

Pavyzdžiui, dauguma virškinimo fermentų yra hidroliziniai. Tai yra atsakinga už sudėtingų molekulių skilimo boliuse spartinimą.

Skilimo metu gaunamos paprastesnės formos, kurias lengvai absorbuoja organizmai. Fermentai ne tik atlieka gyvybiškai svarbias organizmų funkcijas, bet ir yra mediciniškai bei ekonomiškai svarbūs.

charakteristikos

Fermentai paprastai yra didelės baltymų molekulės, kurių aktyvumas yra reguliuojamas. Jie visi turi specifinę 3D formą. Jie veikia mažomis koncentracijomis.

Reakcijos metu jie nėra modifikuoti, todėl juos galima išgauti nepakeitus jų molekulinės ar baltymų struktūros. Jie gali apdoroti substratus kintamu greičiu, kuris gali apimti tūkstančius molekulių per minutę.

Jie yra specifiniai ir gali būti denatūruoti ir (arba) paveikti, be kita ko, temperatūros, pH, substrato koncentracijos pokyčių.

Savo ruožtu hidroliziniai fermentai yra didžiausia žinoma fermentų grupė. Yra daugiau nei 200 hidrolazių, kurios katalizuoja reakcijas, kurios skaido anglies - deguonies, anglies - azoto, anglies - anglies, fosforo - deguonies (fosforo anhidrido) jungtis, netgi fosforo - azoto jungtis.

Kitos svarbios hidrolizinių fermentų savybės yra didelis substrato specifiškumas ir tai, kad jie yra stereoselektyvūs.

klasifikacija

Hidrolizinių fermentų klasifikavimas visų pirma grindžiamas hidrolizuotų ryšių ir substrato pobūdžiu. Taksonominė terminologija vadina šio tipo fermentų hidrolazes arba hidrolizinius fermentus.

Kita vertus, bendrieji fermentų pavadinimai yra sudaryti iš priesagos -azės, pavyzdžiui, cholinesterazės, esterazės ir proteazės.

Galiausiai, pasak Tarptautinės biochemijos ir molekulinės biologijos sąjungos, fermentai klasifikuojami skaičiais, vadinamais EC (fermentų komisija).

Hidrolazės priklauso 3 grupei (EC3). Jie savo ruožtu yra padalijami pagal jungties, kurią jie hidrolizuojasi, tipą. Pavyzdžiui, jei fermentai hidrolizuoja tiesinius amidus, jų skaičius yra EC3.5.1, o jei hidrolizuojami serino proteazės, jų skaičius yra EC3.4.16.21.

Žmogaus kūno funkcijos

Cholinesterazė

Cholinesterazė yra vienas iš svarbiausių žinomų hidrolizės fermentų. Jis hidrolizuoja acetilcholiną ir paverčia jį cholinu ir acto rūgštimi.

Ši specifinė reakcija veikia perduodant nervinį impulsą, sustabdant neurotransmiterio molekulių (acetilcholino) veikimą.

Virškinimo fermentai

Viena iš labiausiai tirtų fermentinių reakcijų yra maisto skilimas organizmuose. Yra žinoma, kad virškinimo metu lipazės fermentai yra atsakingi už lipidų hidrolizę, o proteazės sukelia baltymų skilimą, kad gautų amino rūgštis.

Hidrolitiniai fermentai yra atsakingi už didelių molekulių suskaidymą ar padalijimą ir jų pavertimą paprastesnėmis formomis. Šios gautos molekulės bus naudojamos sintezei, atliekų pašalinimui arba kaip anglies šaltiniai energijai gauti.

Išskirtinė virškinamų hidrolizinių fermentų savybė yra tai, kad jie yra tarpląsteliniai ir kad maišosi su maistu, kai praeina per virškinamąjį traktą.

Šiuos fermentus gamina ląstelės, jungiančios skrandį, žarnyną ir kitus organus, tokius kaip kasa.

Virškinimas ląstelėse

Lizosomos yra pagrindiniai ląstelių virškinimo veikėjai. Šiose ląstelių struktūrose yra daugiau nei 50 specifinių hidrolizinių fermentų.

Šie fermentai vykdo sudėtingų organinių medžiagų virškinimo funkciją, paversdami ją paprastesnėmis molekulėmis, pavyzdžiui, kaip monosacharidai arba aminorūgštys.

Programos

-Pramoninis

Farmacija

Pastarųjų 20 metų technologinė ir mokslinė pažanga lėmė svarbius junginių veikimo mechanizmų atradimus molekulinėje srityje.

Iš šešių žinomų fermentų rūšių hidroliziniai yra daugiausia naudojami (60%) biokatalitiniuose procesuose farmacijos pramonėje.

Lipazės yra hidroliziniai fermentai, kurie paverčia triacilglicerolį į glicerolį ir laisvąsias riebalų rūgštis. Šie fermentai yra naudojami farmacijos pramonėje, kuriant profilaktinius vaistus nuo uždegimo, veikiančius reumatoidines ligas, artritą, apatinės nugaros dalies skausmą ir kt.

Kitos lipazės yra naudojamos kuriant junginius, tokius kaip chiralinis sinteonas (priešgrybelinis) ir lotrafibanas, kuris yra vaistas, vartojamas trombozės epizodų prevencijai.

Maistas

Šiuo metu hidrolazės yra būtini fermentai gaminant įvairius maisto produktus, nes jie daug kartų naudojami beveik visuose pramoniniuose procesuose.

Susidomėjimo sritis, susijusi su hidrolizinių fermentų naudojimu, yra lignoceliuliozinės biomasės sintezė arba gamyba. Ši biomasė turi didelį potencialą pramonėje gauti biokurą.

Kita vertus, proteazės, fermentai, katalizuojantys peptidų junginių hidrolizę, yra plačiai naudojami maisto pramonėje, ypač ruošiant sojos baltymų hidrolizatus.

Jie taip pat skirti pagerinti duonos, saldiklių, kokybę, sumažinant skirtingų maisto produktų aitrų skonį, net kaip mėsos minkštikliai.

Žemės ūkio pramonėje naudojamos pektinazės. Tai yra fermentų grupė, galinti skaidyti labai šakotus rūgščius ir neutralius polimerus (pektinų grupes), randamus augalų ląstelių sienose.

Pramoniniame žemės ūkio lygmenyje plačiausiai naudojamos pektinazės gaunamos iš mikroorganizmo, vadinamo Aspergillus niger, ir yra naudojamos fermentavimui povandeninėse kultūrose bei kietų substratų fermentacijai.

Pektinazės taip pat naudojamos gaminant vaisių sultis ar sultis ir padeda sumažinti drumstumą arba skaidrinti, gerinant jų kokybę. Jie taip pat juos naudoja džemų ir vaisių minkštimui gaminti.

Aspergillus niger rūšių mikroorganizmai, naudojami pektinazėms gauti. Paimta ir redaguota iš: Mogana Das Murtey ir Patchamuthu Ramasamy, per „Wikimedia Commons“.

Plovikliai

Yra žinoma, kad virškinamosios proteazės valo drabužius nuo praėjusio amžiaus pradžios. Iki praėjusio amžiaus pabaigos daugumoje ploviklių buvo virškinimo fermentų, tokių kaip amilazės ir lipazės.

Gerai žinoma, kad šių fermentų naudojimas ploviklių pramonėje skalbimo procesą daro efektyvesnį. Jie sumažina vandens suvartojimą, yra biologiškai skaidūs ir užtikrina visišką valymą.

Bacillus licheniformis ir Aspergillus flavus gamina proteazes, naudojamas plovikliams gaminti. Gautas produktas naudojamas baltymų dėmėms, pavyzdžiui, kraujui, pašalinti.

Grybai gamina celilazes. Cellulazės yra ploviklis dirvožemio dėmėms ar augalų šiukšlėms pašalinti. Oleino kilmės dėmėms, tokioms kaip riebalai ar lūpų dažai, pašalinti yra naudojami kiti fermentai, tokie kaip lipazės. Šiems fermentams gaminti naudojamas Aspergillus oryzae grybelis pramoniniu būdu.

Nuorodos

1. Fermentas. Atkurta iš en.wikipedia.org.
2. Fermentas, biochemija. Atgauta iš britannica.com.
3. Įvadas į 3 fermento klasę: Hidrolazės. Atkurta iš chem.uwec.edu.
4. Hidrolazė atgauta iš chemistryexplained.com.
5. T. McKee ir JR McKee (2003). Biochemija, 3 leidimas. Bostonas: McGraw-Hill.
6. Virškinimo fermentai. Atkurta iš „sciencelearn.org.nz“
7. M. Hernaís. Biokatalizė taikoma gaunant vaistus ir produktus, turinčius didelę pridėtinę vertę. VI skyrius. Atgauta iš analesranf.com.
8. Fermentai skalbinių muiluose. Atkurta iš argenbio.org