- характеристики
- Класифікація
- Функції в організмі людини
- Холінестераза
- Травні ферменти
- Клітинне травлення
- Програми
- -Промисловий
- Фармацевтична
- Їжа
- Миючі засоби
- Список літератури
У гидролитических ферментах або гідролази, є молекулами , які каталізують реакції гідролізу (гідро = вода; лізис = розрив), тобто каталізує хімічна реакція між молекулою води і іншою молекулою.
Гідролази, як і більшість ферментів, мають білкову природу, це означає, що вони складаються з одного або декількох ланцюгів поліпептидів або амінокислот.
Стрічкова схема гідролітичного ферменту альфа-амілази підшлункової залози людини. Знято та відредаговано із власної роботи. через Wikimedia Commons.
Ферменти присутні майже в усіх біохімічних реакціях в живих організмах. Вони відповідають за прискорення цих реакцій за рахунок зниження рівня енергії реакції.
Наприклад, більшість травних ферментів є гідролітичними. Вони відповідають за прискорення розпаду складних молекул у болюсі.
Розкладання призводить до більш простих форм, які легко засвоюються організмами. Ферменти виконують не тільки життєво важливі функції в організмах, але мають також медичне та економічне значення.
характеристики
Ферменти, як правило, великі білкові молекули з регульованою активністю. Всі вони мають конкретну 3D-форму. Вони працюють у 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, яка може залучати тисячі молекул в хвилину.
Вони специфічні і можуть бути денатуровані та / або впливати на зміни температури, рН, концентрацій субстратів, серед інших.
Зі свого боку гідролітичні ферменти - це найбільша група відомих ферментів. Існує понад 200 гідролаз, які каталізують реакції, що руйнують зв'язки вуглець - кисень, вуглець - азот, вуглець - вуглець, фосфор - кисень (фосфорний ангідрид), навіть фосфорно-азотні зв’язки.
Іншими важливими характеристиками гідролітичних ферментів є їх широка специфічність субстрату та те, що вони є стереоселективними.
Класифікація
Класифікація гідролітичних ферментів ґрунтується насамперед на природі гідролізованого зв’язку та субстрату. Таксономічна термінологія називає цей тип гідролаз ферментів або гідролітичних ферментів.
З іншого боку, загальні назви ферментів складаються із суфікса -ази, наприклад, холінестерази, естерази та протеази.
Нарешті, згідно з даними Міжнародного союзу біохімії та молекулярної біології, ферменти класифікуються за номерами під назвою ЕС (ферментна комісія).
Гідролази належать до групи 3 (EC3). Вони, у свою чергу, поділяються відповідно до типу зв’язку, який вони гідролізують. Наприклад, якщо ферменти гідролізують лінійні аміди, їх кількість становить EC3.5.1, а якщо вони гідролізують серинові протеази, їх кількість становить EC3.4.16.21.
Функції в організмі людини
Холінестераза
Холінестераза - один з найважливіших відомих гідролітичних ферментів. Він гідролізує ацетилхолін і перетворює його на холін та оцтову кислоту.
Ця специфічна реакція діє після передачі нервового імпульсу, зупиняючи дію молекул нейромедіатора (ацетилхолін).
Травні ферменти
Однією з найбільш вивчених ферментативних реакцій є деградація їжі в організмах. Відомо, що під час травлення ферменти ліпази відповідають за гідролізацію ліпідів, а протеази викликають розпад білків для отримання амінокислот.
Гідролітичні ферменти відповідають за руйнування або поділ великих молекул і перетворення їх у більш прості форми. Ці отримані молекули будуть використовуватися для синтезу, виділення відходів або як джерела вуглецю для отримання енергії.
Видатною характеристикою травних гідролітичних ферментів є те, що вони позаклітинні і що вони змішуються з їжею, проходячи через травний тракт.
Ці ферменти виробляються клітинами, які виводять шлунок, кишечник та інші органи, такі як підшлункова залоза.
Клітинне травлення
Лізосоми є основними дійовими особами клітинного травлення. Існує понад 50 специфічних гідролітичних ферментів, що містяться в цих клітинних структурах.
Ці ферменти виконують функцію перетравлення складної органічної речовини, перетворення її в більш прості молекули, наприклад, як: моносахариди або амінокислоти.
Програми
-Промисловий
Фармацевтична
Технологічні та наукові досягнення останніх 20 років призвели до важливих відкриттів у молекулярному полі механізмів дії сполук.
З шести типів відомих ферментів гідролітичні - найбільш використовувані (60%) у біокаталітичних процесах фармацевтичної галузі.
Ліпази - це гідролітичні ферменти, які перетворюють триацилгліцерин у гліцерин та вільні жирні кислоти. Ці ферменти використовуються у фармацевтичній промисловості для вироблення проронів (протизапальних препаратів), які діють проти ревматоїдних захворювань, артриту, болю в попереку тощо.
Інші ліпази використовуються для вироблення таких сполук, як хіральний синтон (протигрибковий) та лотрафібан, який є препаратом, що використовується для запобігання тромботичних епізодів.
Їжа
В даний час гідролази є найважливішими ферментами у виробництві різних харчових продуктів, завдяки багаторазовому застосуванню, яке вони мають майже у всіх промислових процесах сьогодні.
Сфера інтересів, пов'язана з використанням гідролітичних ферментів, - синтез або виробництво лігноцелюлозної біомаси. Ця біомаса має великий потенціал у галузі для отримання біопалива.
З іншого боку, протеази, ферменти, що каталізують гідроліз пептидних сполук, мають високе застосування в харчовій промисловості, особливо при приготуванні гідролізатів соєвого білка.
Вони також служать для покращення якості хліба, підсолоджувачів, зменшення гірких ароматів різних харчових продуктів, навіть як м'ясних закусок.
Сільськогосподарська промисловість використовує пектинази. Це група ферментів, здатних розщеплювати високорозгалужену кислоту та нейтральні полімери (пектинові групи), що знаходяться в клітинних стінках рослин.
Найбільш широко використовувані пектинази на рівні промислового сільського господарства походять від мікроорганізму під назвою Aspergillus niger і використовуються для бродіння в занурених культурах і ферментації твердих субстратів.
Пектинази також використовуються при виробництві фруктових соків або соків і служать для зниження помутніння або очищення, поліпшення їх якості. Вони також використовують їх для виготовлення варення і м’якоті фруктів.
Мікроорганізми Aspergillus niger, які використовуються для отримання пектиназ. Знято та відредаговано у: Mogana Das Murtey та Patchamuthu Ramasamy, через Wikimedia Commons.
Миючі засоби
Травні протеази відомі для очищення одягу з початку минулого століття. До кінця минулого століття більшість миючих засобів містили травні ферменти, такі як амілази та ліпази.
Добре відомо, що використання цих ферментів у миючій промисловості робить процес прання більш ефективним. Вони знижують споживання води, біологічно розкладаються і забезпечують повне очищення.
Bacillus licheniformis та Aspergillus flavus виробляють протеази, які використовуються для виробництва миючих засобів. Отриманий продукт використовується для видалення плям білкового походження, таких як кров, наприклад.
Гриби виробляють целюлази. Целюлази служать миючим засобом для видалення плям грунту або рослинних сміття. Інші ферменти, такі як ліпази, використовуються для видалення плям олеїнового походження, таких як жир або помада. Грибок Aspergillus oryzae використовується промислово для отримання цих ферментів.
Список літератури
- Фермент. Відновлено з сайту en.wikipedia.org
- Фермент, біохімія. Відновлено з britannica.com.
- Вступ до ферменту 3 класу: гідролази. Відновлено з chem.uwec.edu.
- Гідролаза відновлюється з chemistryexplained.com.
- T. McKee & JR McKee (2003). Біохімія, 3-е видання. Бостон: McGraw-Hill.
- Травні ферменти. Відновлено з sciencelearn.org.nz
- М. Ернаїс. Біокаталіз застосовується для отримання лікарських засобів та продуктів з високою доданою вартістю. Глава VI. Відновлено з analesranf.com.
- Ферменти в пральних милах. Відновлено з argenbio.org