гидролаза

В гидролаза представляет собой группу ферментов, которые гидролитически разрушают субстраты. Некоторые гидролазы способствуют нормальному функционированию человеческого организма, например амилаза, расщепляющая крахмал. Другие гидролазы участвуют в развитии заболеваний и, как уреаза, вырабатываются бактериями.

Что такое гидролаза?

Гидролазы - это ферменты, которые используют воду для разрушения субстратов. Субстрат стыкуется с активным центром фермента, где взаимодействия между двумя единицами заставляют субстрат распадаться на две части. В то же время молекула воды (H2O) делится на один атом водорода (H) и группу OH. Одна часть субстрата прикрепляется к одиночному атому водорода, а группа ОН присоединяется к другой части субстрата. Соответственно, продукт гидролазы состоит из двух новых соединений.

Гидролазы работают с разными субстратами; они включают сложные эфиры, пептиды простых эфиров, гликозиды, гидриды кислот и связи C-C. Гидролитическое расщепление гидролазами обратимо, т.е. обратимо. В классификации ЕС они представляют группу 3, которая включает несколько подгрупп. Подгруппы включают, например, липазу, расщепляющую жир, и лактазу, расщепляющую молочный сахар (лактозу). Недостаток лактазы приводит к непереносимости молочного сахара, что может отражаться на желудочно-кишечных расстройствах при употреблении молока.

Функция, эффект и задачи

Гидролазы многочисленны в организме человека. Амилаза также является одной из гидролаз. Амилаза содержится в слюне и отвечает за расщепление крахмала и других полисахаридов. Полисахариды - это несколько сахаров, состоящих из цепочек углеводов.

Амилаза гидролитически расщепляет эти цепи и разбивает их на более мелкие единицы. Это создает сладкий вкус, который люди ощущают при жевании хлеба и других крахмалистых продуктов. Обработка полисахаридов амилазой - это первая стадия биохимического пищеварения - после того, как зубы механически раздавили пищу во время жевания.

Кинурениназа присутствует во всех типах тканей и расщепляет аланин. На этом этапе требуется как синтез никотиновой кислоты, так и расщепление триптофана. Триптофан - незаменимая аминокислота, участвующая в синтезе серотонина. Серотонин - важный нейротрансмиттер (вещество-посредник). Распад триптофана также является промежуточной стадией в синтезе других веществ, например никотинамидадениндинуклеотида (НАД).

НАД - это кофермент, который участвует во многих биологических функциях. Например, он поддерживает работу дегидрогеназ и является частью дыхательной цепи. Кинурениназа не только способствует расщеплению триптофана, но и синтезу никотиновой кислоты. Никотиновая кислота или ниацин - это витамин, который входит в комплекс B.

Образование, возникновение, свойства и оптимальные значения

Организм человека образует гидролазы там, где они используются. Например, амилаза в слюне вырабатывается слюнной железой, а поджелудочная железа вырабатывает амилазу поджелудочной железы. Как и все ферменты, гидролазы могут работать только при определенных условиях. Прежде всего, для них большое значение имеют pH окружающей среды и температура.

Например, амилаза может существовать только при pH 3,5-9. Если среда отклоняется от этого диапазона, фермент денатурирует. Кислота желудочного сока натощак имеет значение pH 1–1,5 и поэтому слишком кислая для амилазы. Кислота желудка денатурирует структуру белка, разрывая молекулярные связи. Фермент теряет форму и становится неактивным. Вот почему поджелудочная железа также должна синтезировать амилазу и добавлять ее в мякоть на более поздней стадии пищеварения.

Температурный оптимум для амилазы - 45 ° C; При этой температуре амилаза работает быстрее всего, т. Е. Преобразует наибольшее количество субстрата. Амилаза также может работать за пределами этого оптимума, но скорость метаболизма несколько ниже. Слишком высокие температуры также денатурируют фермент и либо делают его непригодным для использования, либо расщепляют белок на отдельные аминокислоты.

Заболевания и расстройства

Некоторые гидролазы могут помочь в диагностике заболеваний. Например, врачи могут использовать уровни амилазы в яичниках и легких для диагностики определенных форм рака. Концентрация амализа заметна при раке в этих органах и, следовательно, может указывать на наличие или распространение новообразований.

Мутация в гене KYNU приводит к дефициту кинурениназы. Фермент участвует в различных биохимических процессах. Если в организме слишком мало кинурениназы, клетки не могут синтезировать витамин B3 (также называемый никотиновой кислотой или ниацином), как обычно, и возникает гиповитаминоз. Признаки дефицита B3 включают дерматит и воспаление слизистой оболочки рта, желудка и кишечника. Кроме того, могут возникать диарея, депрессия, потеря аппетита, трудности с концентрацией внимания, нарушения сна и раздражительность. Дефицит также может спровоцировать пеллагру.

Гидролазы образуются не только в организме человека. Патогены, такие как бактерии, также могут продуцировать ферменты из этой группы. Фермент, который может даже навредить людям, называется уреаза, он расщепляет мочевину на аммиак и углекислый газ. Аммиак помогает бактериям противостоять кислоте желудка. В результате они могут заразить пищеварительную систему и вызвать ряд заболеваний. Бактерия Helicobacter pylori принадлежит к этой группе патогенов. Helicobacter pylori вызывает гастрит типа B, может вызывать язву желудка и двенадцатиперстной кишки, а в случае хронической инфекции может вызывать карциному желудка.