hydrolázy

na hydrolázy je skupina enzýmov, ktoré hydrolyticky štiepia substráty. Niektoré hydrolázy prispievajú k normálnemu fungovaniu ľudského tela, napríklad amyláza štiepiaca škrob. Ďalšie hydrolázy sa podieľajú na vývoji chorôb a podobne ako ureáza sa produkujú v baktériách.

Čo je to hydroláza?

Hydrolázy sú enzýmy, ktoré používajú vodu na rozklad substrátov. Substrát sa pripája k aktívnemu centru enzýmu, kde interakcie medzi týmito dvoma jednotkami spôsobujú, že sa substrát rozkladá na dve časti. Zároveň sa molekula vody (H20) rozdelí na jeden atóm vodíka (H) a skupinu OH. Jedna časť substrátu sa viaže na jediný atóm vodíka, zatiaľ čo skupina OH sa naviaže na druhú časť substrátu. Produkt hydrolázy teda pozostáva z dvoch nových zlúčenín.

Hydrolasy pracujú s rôznymi substrátmi; medzi ne patria estery, éterové peptidy, glykozidy, kyslé hydridy a väzby C-C. Hydrolytické štiepenie hydrolázami je reverzibilné, t.j. reverzibilné. V klasifikácii ES predstavujú skupinu 3, ktorá pozostáva z niekoľkých podskupín. Podskupiny zahŕňajú napríklad lipázu, ktorá štiepi tuk, a laktázu, ktorá štiepi mliečny cukor (laktózu). Nedostatok laktázy vedie k neznášanlivosti mliečneho cukru, čo sa môže prejaviť pri gastrointestinálnych ťažkostiach pri konzumácii mlieka.

Funkcia, účinok a úlohy

Hydrolázy sú v ľudskom tele početné. Amyláza je tiež jednou z hydroláz. Amyláza sa nachádza v slinách a je zodpovedná za štiepenie škrobu a iných polysacharidov. Polysacharidy sú viacnásobné cukry tvorené reťazcami uhľohydrátov.

Amyláza tieto reťazce hydrolyticky rozdeľuje a rozdeľuje na menšie jednotky. To vytvára sladkú chuť, ktorú môžu ľudia ochutnať pri žuvaní chleba a iných škrobových potravín. Spracovanie polysacharidov amylázou je prvým stupňom biochemického trávenia - potom, ako zuby žuvačky mechanicky rozdrvia jedlo.

Kynurenináza sa vyskytuje vo všetkých typoch tkanív a štiepi alanín. Tento krok vyžaduje syntéza kyseliny nikotínovej aj rozpad tryptofánu. Tryptofán je esenciálna aminokyselina, ktorá sa podieľa na syntéze serotonínu. Serotonín je dôležitý neurotransmiter (messengerová látka). Rozklad tryptofánu je tiež medzistupeň v syntéze ďalších látok, napríklad nikotínamid adenín dinukleotidu (NAD).

NAD je koenzým, ktorý sa podieľa na mnohých biologických funkciách. Napríklad podporuje činnosť dehydrogenáz a je súčasťou dýchacieho reťazca. Kynurenináza prispieva nielen k rozkladu tryptofánu, ale tiež k syntéze kyseliny nikotínovej. Kyselina nikotínová alebo niacín je vitamín, ktorý je súčasťou komplexu B.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Ľudské telo vytvára tam, kde sa používajú, hydrolázy. Napríklad amyláza v slinách sa vyrába v slinnej žľaze, zatiaľ čo pankreas produkuje pankreatickú amylázu. Podobne ako všetky enzýmy, aj hydrolázy môžu pracovať iba za určitých podmienok. Predovšetkým pre ne má veľký význam pH prostredia a teplota.

Napríklad amyláza môže existovať iba pri pH 3,5-9. Ak sa prostredie odchyľuje od tohto rozsahu, enzým denaturuje. Kyselina žalúdočná má hodnotu pH 1–1,5 na lačný žalúdok, a je preto príliš kyslá na amylázu. Kyselina žalúdka denaturuje proteínovú štruktúru prerušením molekulárnych väzieb. Enzým stráca svoj tvar a stáva sa neaktívnym. Preto musí pankreas tiež syntetizovať amylázu a vložiť ju späť do buničiny v neskoršom štádiu trávenia.

Optimálna teplota amylázy je 45 ° C; Pri tejto teplote amyláza pracuje najrýchlejšie, t.j. prevádza najväčšie množstvo substrátu. Amyláza môže pôsobiť aj mimo tohto optima - rýchlosť metabolizmu je však o niečo nižšia. Príliš vysoké teploty tiež denaturujú enzým a buď ho robia nepoužiteľným, alebo štiepia proteín na jednotlivé aminokyseliny.

Choroby a poruchy

Niektoré hydrolázy môžu pomôcť diagnostikovať choroby. Napríklad lekári môžu používať hladiny amylázy vo vaječníkoch a pľúcach na diagnostikovanie určitých foriem rakoviny. Koncentrácia amalýzy je u týchto orgánov zrejmá pri rakovine, a preto môže naznačovať prítomnosť alebo šírenie novotvarov.

Mutácia v géne KYNU vedie k nedostatku kynureninázy. Enzým sa podieľa na rôznych biochemických procesoch. Ak je v tele príliš málo kynureninázy, bunky nemôžu syntetizovať vitamín B3 (nazývaný tiež kyselina nikotínová alebo niacín) obvyklým spôsobom a dochádza k hypovitaminóze. Medzi príznaky nedostatku B3 patrí dermatitída a zápal ústnej dutiny, žalúdka a črevnej sliznice. Okrem toho sa môže vyskytnúť hnačka, depresia, strata chuti do jedla, ťažkosti s koncentráciou, poruchy spánku a podráždenosť. Nedostatok môže tiež spôsobiť chorobu pellagra.

Hydrolázy tvoria nielen ľudský organizmus. Patogény, ako sú baktérie, môžu tiež produkovať enzýmy z tejto skupiny. Enzým, ktorý môže dokonca uškodiť ľuďom, sa nazýva ureáza a štiepi močovinu na amoniak a oxid uhličitý. Amoniak pomáha baktériám odolávať žalúdočnej kyseline. V dôsledku toho môžu infikovať tráviaci systém a spôsobiť celý rad ochorení. Baktéria Helicobacter pylori patrí do tejto skupiny patogénov. Helicobacter pylori spúšťa gastritídu typu B, môže byť zodpovedný za žalúdočné a dvanástnikové vredy av prípade chronickej infekcie môže spôsobiť karcinóm žalúdka.