Hidrolāze

Plkst Hidrolāze ir enzīmu grupa, kas hidrolītiski sadala substrātus. Dažas hidrolāzes veicina normālu cilvēka ķermeņa darbību, piemēram, cietes šķelšanas amilāze. Citas hidrolāzes ir iesaistītas slimību attīstībā un, tāpat kā ureāze, tiek ražotas baktērijās.

Kas ir hidrolāze?

Hidrolāzes ir fermenti, kas substrātu sadalīšanai izmanto ūdeni. Substrāts piestāj pie fermenta aktīvā centra, kur mijiedarbība starp abām vienībām izraisa substrāta sadalīšanos divās daļās. Tajā pašā laikā ūdens molekula (H2O) tiek sadalīta vienā ūdeņraža atomā (H) un OH grupā. Viena substrāta daļa piestiprinās pie viena ūdeņraža atoma, bet OH grupa piestiprinās pie otras substrāta daļas. Tādējādi hidrolāzes produkts sastāv no diviem jauniem savienojumiem.

Hidrolāzes darbojas ar dažādiem substrātiem; tie ietver esterus, ētera peptīdus, glikozīdus, skābes hidrīdus un C-C saites. Hidrolītiskā šķelšanās ar hidrolāzēm ir atgriezeniska, t.i., atgriezeniska. EK klasifikācijā tie pārstāv 3. grupu, kas sastāv no vairākām apakšgrupām. Apakšgrupās ietilpst, piemēram, lipāze, kas noārda taukus, un laktāze, kas noārda piena cukuru (laktozi). Laktāzes trūkums izraisa piena cukura nepanesamību, ko var atspoguļot kuņģa un zarnu trakta sūdzībās, lietojot pienu.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Cilvēka ķermenī ir daudz hidrolāžu. Amilāze ir arī viena no hidrolāzēm. Amilāze atrodas siekalās un ir atbildīga par cietes un citu polisaharīdu sadalīšanos. Polisaharīdi ir vairāki cukuri, kas sastāv no ogļhidrātu ķēdēm.

Amilāze hidrolītiski sadala šīs ķēdes un sadala tās mazākās vienībās. Tas rada saldo garšu, ko cilvēki var nogaršot, sakošļājot maizi un citus cieti saturošus ēdienus. Polisaharīdu pārstrāde ar amilāzi ir pirmais bioķīmiskās gremošanas posms - pēc tam, kad zobi košļājot ir mehāniski sasmalcinājuši ēdienu.

Kinureināze notiek visu veidu audos un sadala alanīnu. Gan nikotīnskābes sintēze, gan triptofāna sadalīšana prasa šo soli. Triptofāns ir būtiska aminoskābe, kas ir iesaistīta serotonīna sintēzē. Serotonīns ir svarīgs neirotransmiters (kurjera viela). Triptofāna sadalīšanās ir arī starpposms citu vielu, piemēram, nikotinamīda adenīna dinukleotīda (NAD), sintēzē.

NAD ir koenzīms, kas piedalās daudzās bioloģiskās funkcijās. Piemēram, tas atbalsta dehidrogenāžu darbu un ir daļa no elpošanas ķēdes. Kynureninase ne tikai veicina triptofāna sadalīšanos, bet arī nikotīnskābes sintēzi. Nikotīnskābe vai niacīns ir vitamīns, kas ir daļa no B kompleksa.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Cilvēka ķermenis veido hidrolazes tur, kur tās lieto. Piemēram, siekalās esošā amilāze tiek ražota siekalu dziedzerī, savukārt aizkuņģa dziedzeris ražo aizkuņģa dziedzera amilāzi. Tāpat kā visi fermenti, hidrolāzes var darboties tikai noteiktos apstākļos. Viņiem, galvenokārt, ir vides pH un temperatūra.

Piemēram, amilāze var pastāvēt tikai pie pH 3,5-9. Ja vide novirzās no šī diapazona, ferments denaturējas. Kuņģa skābes pH vērtība tukšā dūšā ir 1–1,5, tāpēc tā ir pārāk skāba amilāzei. Kuņģa skābe denaturē olbaltumvielu struktūru, sadalot molekulārās saites. Ferments zaudē formu un kļūst neaktīvs. Tāpēc aizkuņģa dziedzerim arī jāsintezē amilāze un jāpievieno mīkstumam vēlākā gremošanas posmā.

Amilāzes optimālā temperatūra ir 45 ° C; Šajā temperatūrā amilāze darbojas visātrāk, t.i., tā pārveido lielāko substrāta daudzumu. Amilāze var darboties arī ārpus šī optimālā līmeņa, taču vielmaiņas ātrums ir nedaudz zemāks. Pārāk augsta temperatūra arī denaturē fermentu un vai nu padara to nelietojamu, vai arī sadala olbaltumvielu atsevišķās aminoskābēs.

Slimības un traucējumi

Dažas hidrolāzes var palīdzēt diagnosticēt slimības. Piemēram, ārsti var izmantot amilāzes līmeni olnīcās un plaušās, lai diagnosticētu noteiktas vēža formas. Amalīzes koncentrācija ir pamanāma vēzim šajos orgānos, un tāpēc tā var sniegt norādi par neoplazmu klātbūtni vai izplatību.

KYNU gēna mutācija izraisa kinureināzes deficītu. Ferments ir iesaistīts dažādos bioķīmiskajos procesos. Ja organismā ir pārāk maz kinurenināzes, šūnas nevar sintezēt B3 vitamīnu (ko sauc arī par nikotīnskābi vai niacīnu) kā parasti, un rodas hipovitaminoze. B3 deficīta pazīmes ir dermatīts un mutes, kuņģa un zarnu gļotādas iekaisums. Turklāt var rasties caureja, depresija, apetītes zudums, grūtības koncentrēties, miega traucējumi un aizkaitināmība. Trūkums var izraisīt arī pellagra slimību.

Ne tikai cilvēka organisms veido hidrolāzes. Patogēni, piemēram, baktērijas, arī var ražot enzīmus no šīs grupas. Fermentu, kas var pat kaitēt cilvēkiem, sauc par ureazi, un tas urīnvielu sadala amonjakā un oglekļa dioksīdā. Amonjaks palīdz baktērijām izturēt kuņģa skābi. Tā rezultātā viņi var inficēt gremošanas sistēmu un izraisīt virkni kaites. Helicobacter pylori baktērija pieder šai patogēnu grupai. Helicobacter pylori izraisa B tipa gastrītu, var būt atbildīgs par kuņģa un divpadsmitpirkstu zarnas čūlu un hroniskas infekcijas gadījumā izraisīt kuņģa karcinomu.