Хидролиза: Функция, задачи, роля и болести

Хидролизата представлява разделяне на химично съединение на по-малки молекули с включването на вода. Хидролизата играе основна роля както в неорганичната област, така и в биологията. При живите организми хидролитичното разцепване става под въздействието на ензими.

Какво е хидролиза?

Хидролизата представлява разцепване на химично съединение в по-малки молекули с включването на вода. При живите организми хидролитичното разцепване става под въздействието на ензими. При хидролиза химичните съединения се разделят на по-малки молекули чрез поглъщане вода. Това е вярно както в неорганичната, така и в биологичната сфера. В този процес една частична молекула се комбинира с хидроксилната група (OH група), а друга частична молекула се комбинира с водород йон (H +). За да се получат неутрални молекули, електронът на хидроксилната група формално мигрира към протона. Тези реакции обикновено не се появяват в една стъпка. При прости реакции са необходими само няколко стъпки, докато сложните преобразувания винаги включват катализатор, който остава непроменен след завършване на всички стъпки на реакцията. В биологията хидролизата често включва разграждането на силно полимерни или смесени съединения. Трите най-важни хранителни вещества въглехидрати (полизахариди), мазнини или протеини са хидролитично разградени. В живите системи реакциите винаги протичат в присъствието на ензими. Ензимите представляват катализатори, които се предлагат отново непроменени след хидролитичното разцепване и са готови за следващата реакция. Обръщането на хидролиза води до вода и се нарича кондензация.

Функция и задача

Хидролизата е сред основните реакции в биологичните системи. Те гарантират, че големите биомолекули непрекъснато се превръщат в мономери, за да се използват или за изграждане на ендогенни вещества, или, чрез тяхното разграждане, за снабдяване с енергия на тялото. Следователно хидролизата играе централна роля в организма. Например, след прием на храна, важните хранителни вещества въглехидрати, мазнини и протеини се разделят на отделни компоненти чрез хидролиза. В случай че въглехидратинапример разбивката на полизахариди в мономерите гликоза се провежда с вода абсорбция. Мазнините представляват глицерин естерифициран с мастни киселини. Хидролитичното разцепване създава индивида мастни киселини намлява глицерин. Протеини са вериги от пептидно свързани аминокиселини които се разграждат хидролитично до отделни аминокиселини по време на храносмилането. Ензимите участват във всички хидролитични реакции в организма. Ензимите са протеини, които каталитично подпомагат реакциите. След хидролиза ензимите присъстват непроменени. Хидролизата не се получава само по време на храносмилането. Реакциите на хидролиза и кондензация протичат постоянно в тялото като част от общия метаболизъм. Ензимите, които катализират хидролизата, се наричат ​​хидролази. Хидролазите от своя страна могат да бъдат разделени на пептидази, естерази или гликозидази. Освен всичко друго, пептидазите разграждат протеините, за да образуват отделни индивиди аминокиселини. Естеразите, от друга страна, могат да разграждат мазнините мастни киселини намлява глицерин. В този случай те са липази. Гликозидазите разграждат гликозидните съединения. Това са и двете полизахариди, в който няколко захар молекулите са гликозидно свързани или съединения, които имат гликозидна връзка между захарна част и не захарна част. Следователно гликозидазите включват амилаза, който превръща нишестето в гликоза. Други хидролази включват фосфатази и нуклеази. Фосфатазите се разцепват хидролитично фосфат групи. Добър пример за тази реакция е превръщането на АТФ (аденозин трифосфат) до ADP (аденозин дифосфат). Като цяло, хидролизата винаги протича с отделянето на енергия. Това е особено ясно при реакцията на АТФ към АДФ. Това е така, защото това преобразуване осигурява енергията, съхранявана преди това в АТФ, за други биохимични реакции, генериране на топлина или механични движения. Нуклеазите са отговорни за пълното разграждане на нуклеинова киселина. Те отново се разделят на рибонуклеази и дезоксирибонуклеази. И двете групи ензими хидролитично разцепват фосфодиестерните връзки в молекулата на нуклеиновата киселина, за да образуват отделните нуклеотиди.

Болести и разстройства

Тъй като реакциите на хидролиза се случват постоянно в човешкото тяло, в този контекст са възможни и многообразни заболявания. Храносмилането и много междинни реакции в метаболизма представляват реакции на хидролиза. Има специални ензими за всяка реакционна стъпка. Ензимите обаче са протеини, чиято функция също може да бъде ограничена от генетични промени. Неуспехът или дефицитът на всеки отделен ензим може да има фатални последици за здраве. Ензимите понякога трябва да присъстват в големи количества, така че за секрецията им е необходим цял орган. Това важи за храносмилателни ензими на панкреаса, наред с други. Панкреасът произвежда главно липази и пептидази. Той е до голяма степен отговорен за смилането на хранителната каша, идваща от стомах. Мазнините и протеините се разделят на отделните им компоненти. Тялото усвоява аминокиселини, мастни киселини, глицерол и гликоза формиран чрез тънко черво. При заболявания на панкреаса възникват масивни храносмилателни оплаквания с диария, метеоризъм и тежки коремна болка. Поради липсата на разграждане на мазнините могат да се появят мастни изпражнения. В острата форма на панкреатит, възможно е дори самосмилане на панкреаса с фатален изход. Поради различни причини, свободното изтичане на храносмилателни сокове в тънко черво може да бъде нарушен. Те се натрупват в панкреаса и го разтварят напълно. При хроничните форми на панкреатит, има и постоянно частично разтваряне. Друг пример за заболяване, свързано с хидролитичните процеси, е представен от митохондриопатии. Поради нарушения в синтеза на АТФ, енергийните реакции на АТФ към АДФ могат да се осъществят само в ограничена степен. Митохондриопатиите се проявяват в хронична умора и слабост, наред с други симптоми.