Характерні гідролітичні ферменти, класифікація та функції



The гідролітичні ферменти або гідролази, це молекули, які каталізують реакції гідролізу (гідро = вода; лізис = розрив), тобто вони каталізують хімічну реакцію між однією молекулою води та іншою або іншими молекулами.

Гідролази, як і більшість ферментів, багаті на білки, що означає, що вони складаються з однієї або декількох поліпептидних ланцюгів або амінокислот..

Ферменти присутні майже у всіх біохімічних реакціях живих організмів. Вони відповідають за прискорення цих реакцій шляхом зниження енергетичного рівня самої реакції.

Наприклад, більшість травних ферментів є гідролітичними. Вони є відповідальними за прискорення розкладання складних молекул харчового болюсу.

Розкладання призводить до більш простих форм, які легко абсорбуються організмами. Ферменти не тільки виконують життєво важливі функції в організмах, але також мають медичне та економічне значення.

Індекс

  • 1 Характеристики
  • 2 Класифікація
  • 3 Функції в організмі людини
    • 3.1 Холінестераза
    • 3.2. Травні ферменти
  • 4 Використання
    • 4.1-Промисловий
  • 5 Посилання

Особливості

Ферменти, загалом, є великими білковими молекулами з регульованою активністю. Всі вони мають певну 3D форму. Вони працюють при низьких концентраціях.

Вони не змінюються під час реакції, тому їх можна відновити без зміни їх молекулярної або білкової структури. Вони можуть обробляти субстрати зі змінною швидкістю, що може включати тисячі молекул в хвилину.

Вони є специфічними і можуть бути денатуровані та / або піддані впливу змін температури, pH, концентрацій субстрату, серед інших..

З іншого боку, гідролітичні ферменти є найбільшою групою відомих ферментів. Існує більше 200 гідролаз, які каталізують реакції, які порушують зв'язки вуглецю - кисню, вугілля - азоту, вугілля - вуглецю, фосфору - кисню (фосфорного ангідриду), включаючи фосфор - зв'язки азоту.

Іншими важливими характеристиками гідролітичних ферментів є їх широка субстратна специфічність і вони є стереоселективними.

Класифікація

Класифікація гідролітичних ферментів грунтується, головним чином, на природі гідролізованого зв'язку і на субстраті. Таксономічна термінологія визначає гідролази або гідролітичні ферменти до цього типу ферментів.

З іншого боку, загальні назви ферментів відповідають суфіксу -ручкою, наприклад, холінестерази, естерази і протеази.

Нарешті, за даними Міжнародного союзу біохімії та молекулярної біології, ферменти класифікуються за номерами, які називаються ЕК (ферментна комісія).

Гідролази належать до групи 3 (EC3). Вони, у свою чергу, підрозділяються за типом зв'язку, яку вони гідролізують. Наприклад, якщо ферменти гідролізують лінійні аміди, то їх кількість становить EC3.5.1, і якщо вони гідролізують серинові протеази, то їх кількість становить EC3.4.16.21.

Функції в організмі людини

Холінестераза

Холінестераза є одним з найважливіших відомих гідролітичних ферментів. Гідролізує ацетилхолін і перетворює його в холін і оцтову кислоту.

Ця специфічна реакція діє після передачі нервового імпульсу, зупиняючи дію молекул нейромедіаторів (ацетилхоліну)..

Травні ферменти

Однією з найбільш вивчених ферментативних реакцій є деградація їжі в організмах. Відомо, що під час травлення ферменти ліпази відповідають за гідроліз ліпідів і протеаз, викликають розпад білків для отримання амінокислот.

Гідролітичні ферменти несуть відповідальність за розрив або поділ великих молекул і перетворення їх у більш прості форми. Ці отримані молекули будуть використовуватися в синтезі, виведенні відходів або в якості джерел вуглецю для отримання енергії.

Найважливішою особливістю гідролітичних ферментів травлення є те, що вони позаклітинні і що вони змішуються з їжею, коли вони проходять через травний тракт..

Ці ферменти виробляються клітинами, що вистилають шлунок, кишечник і інші органи, такі як підшлункова залоза.

Клітинне травлення

Лізосоми є основними дійовими особами перетравлення клітин. У цих клітинних структурах міститься більше 50 специфічних гідролітичних ферментів.

Ці ферменти виконують функцію перетравлення комплексу органічних речовин, перетворюючи його в простіші молекули, наприклад, як: моносахариди або амінокислоти.

Використання

-Промисловий

Фармацевтична

Технологічні та наукові досягнення останніх 20 років призвели до важливих відкриттів в молекулярному полі механізмів роботи сполук..

З шести типів відомих ферментів найбільш часто використовуються гідролітики (60%) в біокаталітичних процесах фармацевтичної промисловості..

Ліпази являють собою гідролітичні ферменти, які перетворюють триацилглицерин у гліцерин і вільні жирні кислоти. Ці ферменти служать у фармацевтичній промисловості для розробки профілів (протизапальних препаратів), які діють проти ревматоїдних захворювань, артриту, поперекової болі тощо..

Інші ліпази використовуються для розробки сполук, таких як хіральний синтон (протигрибковий) і лорафібан, який є лікарським засобом, що використовується для запобігання тромботичних подій.

Їжа

В даний час гідролази є важливими ферментами у виробництві різних харчових продуктів, завдяки численним застосуванням, які вони мають практично у всіх промислових процесах сьогодні..

Область інтересу, пов'язана з використанням гідролітичних ферментів, є синтезом або отриманням лігноцелюлозної біомаси. Ця біомаса має великий потенціал у промисловості для отримання біопалива.

З іншого боку, протеази, ферменти, які каталізують гідроліз пептидних сполук, мають високе застосування в харчовій промисловості, особливо в приготуванні гідролізатів соєвого білка..

Вони також служать для поліпшення якості хліба, у підсолоджувачах, у зменшенні гірких смаків різних харчових продуктів, навіть як м'ясних тендеризаторів.

Аграрна промисловість використовує пектинази. Це група ферментів, здатних розщеплювати сильно розгалужені нейтральні і кислотні полімери (пектинові групи), виявлені в клітинній стінці рослин.. 

Найбільш часто використовувані пектинази на промисловому рівні сільського господарства походять з мікроорганізму, який називається Aspergillus niger і використовуються для ферментації в занурених культурах і ферментації твердих субстратів.

Пектинази також використовуються у виробництві соків або фруктових соків і служать для зниження каламутності або прояснення, поліпшуючи їх якість. Вони також використовують їх для виробництва джемів і фруктових пульп.

Миючі засоби

З початку минулого століття відомо, що травні протеази очищають одяг. До кінця минулого століття більшість миючих засобів містили травні ферменти, такі як амілази та ліпази.

Добре відомо, що використання цих ферментів у промисловості миючих засобів робить процес прання більш ефективним. Вони знижують вартість води, є біорозкладаними і забезпечують повну чистоту.

Bacillus licheniformis  і Aspergillus flavus вони виробляють протеази, що використовуються для виробництва миючих засобів. Отриманий продукт служить для видалення плям білкового походження, наприклад, крові.

Гриби виробляють целюлази. Целюлази служать в якості детергенту для видалення забруднень грунту або рослинних залишків. Інші ферменти, такі як ліпази, використовуються для видалення масляних плям, таких як жири або фарби для губ. Грибок Aspergillus oryzae Він використовується промислово для виробництва цих ферментів.

Список літератури

  1. Фермент Отримано з en.wikipedia.org.
  2. Фермент, біохімія. Відновлено з britannica.com.
  3. Вступ до класу ферментів 3: гідролази. Отримано з chem.uwec.edu.
  4. Hydrolase.Recuperated від chemistryexplained.com.
  5. T. McKee & J.R. Маккі (2003). Біохімія, 3-е видання. Бостон: McGraw-Hill.
  6. Травні ферменти Відновлено з sciencelearn.org.nz
  7. М. Херна. Біокаталіз застосовується для отримання лікарських засобів і продуктів з високою доданою вартістю. Глава VI. Відновлено з analesranf.com.
  8. Ферменти в милах для одягу. Відновлено з argenbio.org