Značilni hidrolitični encimi, klasifikacija in funkcije

The hidrolitičnih encimov ali hidrolaze, so molekule, ki katalizirajo reakcije hidrolize (hidro = voda; liza = ruptura), kar pomeni, da katalizirajo kemijsko reakcijo med eno molekulo vode in drugo ali drugimi molekulami.

Hidrolize so, tako kot večina encimov, bogate z beljakovinami, kar pomeni, da so sestavljene iz ene ali več polipeptidnih verig ali aminokislin.

Encimi so prisotni v skoraj vseh biokemičnih reakcijah živih organizmov. Odgovorni so za pospeševanje teh reakcij z zmanjšanjem energetske ravni same reakcije.

Na primer, večina prebavnih encimov je hidrolitičnih. Ti so odgovorni za pospeševanje razgradnje kompleksnih molekul hrane za bolus.

Razgradnja povzroči enostavnejše oblike, ki jih organizmi enostavno absorbirajo. Encimi ne izpolnjujejo le vitalnih funkcij v organizmih, ampak imajo tudi medicinski in gospodarski pomen.

Indeks

• 1 Značilnosti
• 2 Razvrstitev
• 3 Funkcije v človeškem telesu
  • 3.1 Holinesteraza
  • 3.2 Prebavni encimi
• 4 Uporabe
  • 4.1-Industrijski
• 5 Reference

Funkcije

Enzimi so na splošno velike proteinske molekule z regulirano aktivnostjo. Vsi imajo posebno obliko 3D. Delajo pri nizkih koncentracijah.

Med reakcijo se ne spreminjajo, zato se lahko obnovijo brez sprememb v molekularni ali proteinski strukturi. Lahko obdelujejo substrate s spremenljivo hitrostjo, ki lahko vključuje tisoče molekul na minuto.

So specifične in se lahko denaturirajo in / ali vplivajo med drugim na spremembe temperature, pH, koncentracije substrata..

Po drugi strani pa so hidrolitični encimi največja skupina znanih encimov. Obstaja več kot 200 hidrolaz, ki katalizirajo reakcije, ki razbijajo vezi Carbon - Oxygen, Coal - dušik, premog - ogljik, fosfor - kisik (fosforjev anhidrid), vključno s fosforjem - dušikove vezi..

Druge pomembne značilnosti hidrolitičnih encimov so njihova široka substratna specifičnost in so stereoselektivne.

Razvrstitev

Razvrstitev hidroliznih encimov temelji predvsem na naravi hidrolizirane vezi in na substratu. Taksonomska terminologija označuje hidrolaze ali hidrolitične encime za to vrsto encimov.

Po drugi strani pa so skupna imena encimov v skladu s pripono -ročaj, na primer holinesteraza, esteraze in proteaze.

Nazadnje, po podatkih Mednarodne zveze za biokemijo in molekularno biologijo so encimi razvrščeni po številkah, imenovanih EC (encimska provizija)..

Hidrole spadajo v skupino 3 (EC3). Te so nato razdeljene glede na vrsto povezave, 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

Holinesteraza

Holinesteraza je eden najpomembnejših znanih hidrolitičnih encimov. Hidrolizira acetilholin in ga pretvori v holin in ocetno kislino.

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

Prebavni encimi

Ena izmed najbolj preučenih encimskih reakcij je razgradnja hrane v organizmih. Znano je, da so lipazni encimi med razgradnjo odgovorni za hidrolizo lipidov in proteaz, ki povzročajo razgradnjo beljakovin za pridobivanje aminokislin..

Hidrolitski encimi so odgovorni za zlom ali delitev velikih molekul in jih pretvorijo v enostavnejše oblike. Te pridobljene molekule bodo uporabljene pri sintezi, izločanju odpadkov ali kot vir ogljika za pridobivanje energije.

Pomembna značilnost prebavnih hidrolitskih encimov je, da so zunajcelične in da se med prehodom skozi prebavni trakt pomešajo s hrano..

Te encime proizvajajo celice, ki obdajajo želodec, črevo in druge organe, kot je trebušna slinavka.

Celična prebava

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

Ti encimi izpolnjujejo funkcijo razgradnje kompleksa organskih snovi, ki ga pretvarjajo v enostavnejše molekule, na primer kot: monosaharidi ali aminokisline..

Uporabe

-Industrijski

Farmacevtska

Tehnološki in znanstveni dosežki zadnjih 20 let so privedli do pomembnih odkritij na področju molekularnih mehanizmov delovanja spojin..

Med šestimi znanimi tipi encimov so najbolj uporabljeni (60%) v biokatalitičnih procesih farmacevtske industrije..

Lipaze so hidrolitični encimi, ki pretvarjajo triacilglicerol v glicerol in proste maščobne kisline. Ti encimi služijo v farmacevtski industriji za razvoj profensov (protivnetnih zdravil), ki delujejo proti revmatoidnim boleznim, artritisu, lumbalni bolečini itd..

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

Hrana

Trenutno so hidrolaze bistveni encimi v proizvodnji različnih živilskih proizvodov, zaradi večkratne uporabe v skoraj vseh današnjih industrijskih procesih..

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

Po drugi strani pa se proteaze, encimi, ki katalizirajo hidrolizo peptidnih spojin, zelo uporabljajo v živilski industriji, zlasti pri pripravi hidrolizatov sojinih proteinov..

Prav tako služijo za izboljšanje kakovosti kruha, v sladilih, pri zmanjševanju grenkih okusov različnih živil, tudi kot sredstva za mehčanje mesa..

Kmetijska industrija uporablja pektinaze. To je skupina encimov, ki lahko razgradijo zelo razvejane nevtralne in kisle polimere (pektinske skupine), ki jih najdemo v celični steni rastlin.. 

Najpogosteje uporabljene pektinaze na industrijski kmetijski ravni izvirajo iz mikroorganizmov, ki jih imenujemo Aspergillus niger in se uporabljajo za fermentacijo v potopljenih kulturah in fermentacijo trdnih substratov.

Pektinaze se uporabljajo tudi za proizvodnjo sokov ali sadnih sokov in služijo zmanjševanju motnosti ali razjasnitvi, kar izboljšuje kakovost teh sokov. Uporabljajo jih tudi za proizvodnjo džemov in sadne kaše.

Detergenti

Od začetka prejšnjega stoletja je znano, da prebavne proteaze čistijo oblačila. Do konca prejšnjega stoletja je večina detergentov vsebovala prebavne encime, kot so amilaze in lipaze.

Dobro je znano, da uporaba teh encimov v industriji detergentov omogoča bolj učinkovit postopek pranja. Zmanjšujejo stroške vode, so biorazgradljivi in ​​zagotavljajo popolno čistočo.

Bacillus licheniformis  in Aspergillus flavus proizvajajo proteaze, ki se uporabljajo za proizvodnjo detergentov. Dobljeni produkt služi za odstranitev madežev beljakovinskega izvora, kot je npr. Kri.

Glive proizvajajo celulaze. Celule služijo kot detergent za odstranjevanje madežev iz tal ali rastlinskih odpadkov. Drugi encimi, kot so lipaze, se uporabljajo za odstranjevanje oljnih madežev, kot so maščobe ali barve za ustnice. Glive Aspergillus oryzae Uporablja se industrijsko za proizvodnjo teh encimov.

Reference

1. Encim Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
2. Encim, biokemija. Izterjal iz britannica.com.
3. Uvod v razred 3 encima: hidrolize. Vzpostavljeno iz chem.uwec.edu.
4. Hydrolase.Recuperated iz chemistryexplained.com.
5. T. McKee & J.R. McKee (2003). Biokemija, 3. izdaja. Boston: McGraw-Hill.
6. Prebavni encimi Obnovljeno iz sciencelearn.org.nz
7. M. Hernaís. Biokataliza se uporablja za pridobivanje zdravil in izdelkov z visoko dodano vrednostjo. Poglavje VI. Izterjano iz analesranf.com.
8. Encimi v milah za oblačila. Izterjal iz argenbio.org