Гідролаза

В Гідролаза це група ферментів, які гідролітично розщеплюють субстрати. Деякі гідролази сприяють нормальній роботі людського організму, наприклад, амілаза, що розщеплює крохмаль. Інші гідролази беруть участь у розвитку захворювань і, як уреаза, виробляються в бактеріях.

Що таке гідролаза?

Гідролази - це ферменти, які використовують воду для руйнування субстратів. Субстрат стикається до активного центру ферменту, коли взаємодія між двома одиницями спричиняє розпад субстрату на дві частини. При цьому молекула води (Н2О) поділяється на єдиний атом водню (Н) та ОН-групу. Одна частина субстрату приєднується до одного атома водню, тоді як група ОН приєднується до іншої частини субстрату. Відповідно гідролазний продукт складається з двох нових сполук.

Гідролази працюють з різними підкладками; до них відносяться складні ефіри, ефірні пептиди, глікозиди, кислотні гідриди та зв'язки С-С. Гідролітичне розщеплення гідролазами є оборотним, тобто оборотним. У класифікації ЄС вони представляють групу 3, яка складається з декількох підгруп. Підгрупи включають, наприклад, ліпазу, яка розщеплює жир, і лактазу, яка розщеплює молочний цукор (лактозу). Нестача лактази призводить до непереносимості молочного цукру, що може відображатися на шлунково-кишкових скаргах при споживанні молока.

Функція, ефект та завдання

Гідролази численні в організмі людини. Амілаза також є однією з гідролаз. Амілаза міститься в слині і відповідає за руйнування крохмалю та інших полісахаридів. Полісахариди - це багаторазові цукри, що складаються з ланцюгів вуглеводів.

Амілаза гідролітично розщеплює ці ланцюги і розбиває їх на більш дрібні одиниці. Це створює солодкий смак, який люди можуть скуштувати, пережовуючи хліб та інші крохмалисті продукти. Переробка полісахаридів амілазою - це перша стадія біохімічного травлення - після того, як зуби механічно розчавили їжу під час жування.

Кінуреніназа зустрічається у всіх типах тканин і розщеплює аланін. Цей синтез вимагає як синтезу нікотинової кислоти, так і розщеплення триптофану. Триптофан - незамінна амінокислота, яка бере участь у синтезі серотоніну. Серотонін - важливий нейромедіатор (вісник речовини). Розпад триптофану також є проміжною стадією синтезу інших речовин, наприклад, нікотинаміду-аденінудинуклеотиду (НАД).

НАД - кофермент, який бере участь у численних біологічних функціях. Наприклад, він підтримує роботу дегідрогеназ і є частиною дихального ланцюга. Кинуреніназа сприяє не тільки розщепленню триптофану, але й синтезу нікотинової кислоти. Нікотинова кислота або ніацин - вітамін, що входить до складу В-комплексу.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Організм людини утворює гідролази, де вони використовуються. Наприклад, амілаза в слині виробляється в слинній залозі, тоді як підшлункова залоза виробляє амілазу підшлункової залози. Як і всі ферменти, гідролази можуть працювати лише за певних умов. Перш за все, велике значення мають pH середовища та температура.

Наприклад, амілаза може існувати лише при рН 3,5-9. Якщо середовище відхиляється від цього діапазону, фермент денатурує. Шлункова кислота має значення pH 1–1,5 натщесерце, тому є занадто кислою для амілази. Шлункова кислота денатурирует білкову структуру, розриваючи молекулярні зв’язки. Фермент втрачає форму і стає неактивним. Ось чому підшлункова залоза повинна також синтезувати амілазу і додавати її до м’якоті на більш пізньому етапі травлення.

Оптимальна температура для амілази - 45 ° C; При цій температурі амілаза працює найшвидше, тобто перетворює найбільшу кількість субстрату. Амілаза також може працювати поза межами цього оптимуму, але швидкість метаболізму дещо нижча. Занадто високі температури також денатурируют фермент і або роблять його непридатним, або розщеплюють білок на окремі амінокислоти.

Хвороби та розлади

Деякі гідролази можуть допомогти діагностувати захворювання. Наприклад, лікарі можуть використовувати рівень амілази в яєчниках та легенях для діагностики певних форм раку. Концентрація амалізу помітна при раку в цих органах і тому може вказувати на наявність або поширення новоутворень.

Мутація гена KYNU призводить до дефіциту кінуренінази. Фермент бере участь у різних біохімічних процесах. Якщо в організмі занадто мало кінуренінази, клітини не можуть синтезувати вітамін B3 (також його називають нікотиновою кислотою або ніацином), як зазвичай, і виникає гіповітаміноз. Ознаками дефіциту В3 є дерматит і запалення слизової оболонки рота, шлунка та кишечника. Крім того, можуть виникати діарея, депресія, втрата апетиту, утруднення концентрації уваги, порушення сну та дратівливість. Дефіцит також може спровокувати захворювання пеллагра.

Не тільки організм людини утворює гідролази. Збудники, такі як бактерії, також можуть виробляти ферменти з цієї групи. Фермент, який може навіть нашкодити людям, називається уреазою, і він розщеплює сечовину на аміак і вуглекислий газ. Аміак допомагає бактеріям протистояти шлунковій кислоті. В результаті вони можуть заразити травну систему і викликати цілий ряд недуг. До цієї групи хвороботворних бактерій належить бактерія Helicobacter pylori. Helicobacter pylori запускає гастрит типу В, може бути причиною виразки шлунка та дванадцятипалої кишки та, у разі хронічної інфекції, спричиняти рак шлунка.