Hidroliza: funcție, sarcini, rol și boli

Hidroliza reprezintă divizarea unui compus chimic în mai mic molecule cu includerea de apă. Hidroliza joacă un rol major atât în ​​domeniul anorganic, cât și în biologie. La organismele vii, clivajul hidrolitic are loc sub influența enzime.

Ce este hidroliza?

Hidroliza reprezintă un clivaj al unui compus chimic în mai mic molecule cu includerea de apă. La organismele vii, clivajul hidrolitic are loc sub influența enzime. În hidroliză, compușii chimici sunt împărțiți în mai mici molecule prin absorbție de apă. Acest lucru este valabil atât în ​​tărâmurile anorganice, cât și în cele biologice. În acest proces, o moleculă parțială se combină cu gruparea hidroxil (grupa OH) și o altă moleculă parțială se combină cu hidrogen ion (H +). Pentru a obține molecule neutre, electronul grupului hidroxil migrează formal către proton. Aceste reacții nu apar de obicei într-un singur pas. În reacțiile simple, sunt necesari doar câțiva pași, în timp ce conversiile complicate implică întotdeauna un catalizator, care rămâne neschimbat după finalizarea tuturor etapelor de reacție. În biologie, hidroliza implică adesea descompunerea compușilor foarte polimerici sau compuși. Cele mai importante trei substanțe nutritive carbohidrati (polizaharide), grăsimi sau proteine sunt degradate hidrolitic. În sistemele vii, reacțiile au loc întotdeauna în prezența enzime. Enzimele reprezintă catalizatori, care sunt disponibili din nou neschimbați după scindarea hidrolitică și sunt gata pentru următoarea reacție. Inversarea hidrolizei produce apă și se numește condensare.

Funcția și sarcina

Hidrolizele se numără printre reacțiile fundamentale din sistemele biologice. Acestea asigură faptul că biomoleculele mari sunt transformate în mod constant în monomeri pentru utilizare fie în construirea substanțelor endogene, fie, prin degradarea lor, în furnizarea de energie organismului. Prin urmare, hidroliza joacă un rol central în organism. De exemplu, după consumul de alimente, substanțele nutritive importante carbohidrati, grăsimi și proteine sunt defalcate în componente individuale prin hidroliză. În cazul în care carbohidrati, de exemplu, defalcarea polizaharide în monomeri glucoză are loc cu apă absorbție. Grăsimile reprezintă glicerol esterificat cu acizi grași. Scindarea hidrolitică produce individul acizi grași și glicerol. Proteine sunt lanțuri de legături peptidice aminoacizi care sunt clivate hidrolitic în aminoacizi individuali în timpul digestiei. Enzimele sunt implicate în toate reacțiile hidrolitice din organism. Enzimele sunt proteine ​​care susțin catalitic reacțiile. După hidroliză, enzimele sunt prezente neschimbate. Hidroliza nu are loc numai în timpul digestiei alimentelor. Reacțiile de hidroliză și condensare au loc în mod constant în organism ca parte a metabolismului general. Enzimele care catalizează hidroliza se numesc hidrolaze. La rândul lor, hidrolazele pot fi împărțite în peptidaze, esteraze sau glicozidaze. Printre altele, peptidazele degradează proteinele pentru a forma individuale aminoacizi. Esterasele, pe de altă parte, pot degrada grăsimile în acizi grași și glicerol. În acest caz, acestea sunt lipaze. Glicozidazele descompun compușii glicozidici. Acestea sunt fie polizaharide, în care mai multe zahăr moleculele sunt legate glicozidic sau compuși care au o legătură glicozidică între un fragment de zahăr și un fragment care nu conține zahăr. Prin urmare, glicozidazele includ amilază, care transformă amidonul în glucoză. Alte hidrolaze includ fosfataze și nucleaze. Fosfatazele clivează hidrolitic fosfat grupuri. Un bun exemplu al acestei reacții este conversia ATP (adenozină trifosfat) la ADP (adenozin difosfat). Per total, hidrolizele continuă întotdeauna cu eliberarea de energie. Acest lucru este deosebit de clar în reacția ATP la ADP. Acest lucru se datorează faptului că această conversie asigură energia stocată anterior în ATP pentru alte reacții biochimice, generarea de căldură sau mișcări mecanice. Nucleazele sunt responsabile pentru degradarea completă a acizi nucleici. Acestea sunt din nou împărțite în ribonucleaze și dezoxiribonucleaze. Ambele grupuri de enzime clivează hidrolitic legăturile fosfodiesterice din molecula de acid nucleic pentru a forma nucleotidele individuale.

Boli și tulburări

Deoarece reacțiile de hidroliză apar în mod constant în corpul uman, o mare varietate de boli sunt posibile și în acest context. Digestia și multe reacții intermediare în metabolism reprezintă reacții de hidroliză. Există enzime speciale pentru fiecare etapă de reacție. Cu toate acestea, enzimele sunt proteine ​​a căror funcție poate fi restricționată și prin modificări genetice. Eșecul sau deficiența oricărei enzime individuale poate avea consecințe fatale pentru sănătate. Enzimele trebuie uneori să fie prezente în cantități mari, astfel încât să fie necesar un întreg organ pentru secreția lor. Acest lucru este valabil pentru enzime digestive a pancreasului, printre altele. Pancreasul produce în principal lipaze și peptidaze. Este în mare măsură responsabilă pentru digestia pulpei alimentare provenită din stomac. Grăsimile și proteinele sunt împărțite în componentele lor individuale. Corpul absoarbe aminoacizi, acizi grași, glicerol și glucoză format prin intermediul intestinului subtire. În bolile pancreasului apar plângeri digestive masive diaree, meteorism și severă durere abdominală. Din cauza lipsei descompunerii grăsimilor, pot apărea scaune grase. În forma acută de pancreatită, chiar și auto-digestia pancreasului cu un rezultat fatal este posibilă. Din diverse cauze, scurgerea liberă de sucuri digestive în intestinului subtire poate fi deranjat. Se acumulează în pancreas și îl dizolvă complet. În formele cronice ale pancreatită, există, de asemenea, o dizolvare parțială constantă. Un alt exemplu de boală privind procesele hidrolitice este reprezentat de mitocondriopatii. Datorită tulburărilor din sinteza ATP, reacțiile de furnizare a energiei ATP la ADP pot avea loc doar într-o măsură limitată. Mitocondriopatiile se manifestă în de oboseala cronica și slăbiciune, printre alte simptome.