Hidrolaze: delovanje in bolezni

Hidrolaze je skupina encimi ki hidrolitsko cepi podlago. Nekatere hidrolaze prispevajo k normalnemu delovanju človeškega telesa, na primer cepljenje škroba amilaza. Druge hidrolaze sodelujejo pri razvoju bolezni in se tako kot ureaza proizvajajo v bakterije.

Kaj je hidrolaze?

Hidrolaze so encimi ki uporabljajo voda za cepljenje podlage. Substrat se priklopi z aktivnim mestom encima, kjer interakcije med obema enotama povzroči, da se substrat zlomi na dva dela. Hkrati a voda molekula (H2O) se razdeli v eno samo vodik atom (H) in skupina OH. En del podlage se pritrdi na enojno ploščo vodik atom, medtem ko se skupina OH veže na drugi del substrata. V skladu s tem je produkt hidrolaz sestavljen iz dveh novih spojin. Hidrolaze delujejo z različnimi substrati; Sem spadajo estri, eter peptidi, glikozidi, kislinski hidridi in CC vezi. Hidrolitsko cepljenje s hidrolazami je reverzibilno. V klasifikaciji ES predstavljajo skupino 3, ki vključuje več podskupin. Podskupine vključujejo na primer lipaza, ki cepi maščobo in laktaze, ki se cepi mleko sladkorja (laktoza). Pomanjkanje laktaze vodi v nestrpnost do laktoza, kar se lahko odraža v prebavnih simptomih, kadar mleko se porabi.

Funkcija, učinek in naloge

Hidrolaz je v človeškem telesu veliko. Amilaze je tudi ena od hidrolaz. Amilaze najdemo v slina in je odgovoren za cepitev škroba in drugega polisaharidi. polisaharidi so več sladkorjev, sestavljeni iz verig ogljikovi hidrati. Amilaza te verige hidrolitično razcepi in jih tako razbije na manjše enote. Iz tega nastane sladko ključi ki ga lahko ljudje okusijo med žvečenjem kruh in druga škrobna živila. Obdelava polisaharidi z amilazo predstavlja prvo stopnjo biokemijske prebave - potem ko zobje med žvečenjem mehansko razgradijo hrano. Kynureninase najdemo v vseh vrstah tkiv in cepitvah alanina. Tako sinteza nikotinska kislina in razčlenitev triptofan zahtevajo ta korak. triptofan je bistvena aminokislina, ki sodeluje pri sintezi serotonina. serotonin je pomembno nevrotransmiter (sporočilna snov). Vendar pa razčlenitev triptofan je tudi vmesni korak v sintezi drugih snovi, na primer nikotinamid adenin dinukleotida (NAD). NAD je koencim, ki sodeluje pri številnih bioloških funkcijah. Na primer, podpira delo dehidrogenaz in je del dihalne verige. Kynureninase ne prispeva le k razgradnji triptofana, temveč tudi k sintezi nikotinska kislina. Nikotinska kislina ali niacin je a vitamin ki spada v B-kompleks.

Oblikovanje, pojavnost, lastnosti in optimalne vrednosti

Človeško telo tvori hidrolaze tam, kjer se uporabljajo. Na primer, amilaza v slina se tvori v slinavki, medtem ko trebušna slinavka proizvaja amilaze trebušne slinavke. Kot vsi encimi, hidrolaze lahko delujejo le pod določenimi pogoji. Predvsem sta zanje zelo pomembna pH vrednost okolja in temperatura. Amilaza, na primer, lahko obstaja le pri pH od 3.5 do 9. Če okolje odstopa od tega območja, encim denaturira. Želodčna kislina ima pH 1-1.5 na prazno želodec, zaradi česar je preveč kisla za amilazo. Želodčna kislina denaturira strukturo beljakovin z razbijanjem molekularnih vezi. Encim tako izgubi obliko in postane neaktiven. Zato mora trebušna slinavka tudi sintetizirati amilazo in jo v kasnejši fazi prebave vrniti v živilsko kašo. Optimalna temperatura za amilazo je 45 ° C; pri tej temperaturi amilaza deluje najhitreje, tj. pretvori največjo količino substrata. Amilaza lahko deluje tudi zunaj tega optimalnega - vendar je hitrost presnove nekoliko nižja. Previsoke temperature tudi encim denaturirajo in postanejo neuporabni ali pa razgradijo beljakovine v posamezne aminokisline.

Bolezni in motnje

Nekatere hidrolaze lahko pomagajo diagnosticirati bolezni. Na primer, zdravniki lahko uporabljajo raven amilaze v jajčniki in pljuča za diagnosticiranje določenih oblik rak.Amalizne ravni so opazne pri rakih v teh organih in tako lahko kažejo na prisotnost ali širjenje novotvorb. Mutacija v KYNU gen vodi do pomanjkanja kinureninaze. Encim sodeluje v različnih biokemijskih procesih. Ko je v telesu premalo kinureninaze, celice ne morejo sintetizirati vitamin B3 (imenovan tudi nikotinska kislina ali niacin) kot običajno in pride do hipovitaminoze. Znaki pomanjkanja B3 vključujejo dermatitis in vnetje ustne, želodčne in črevesne sluznica. Poleg tega, driska, depresija, izguba apetita, koncentracija težave, motnje spanja in lahko pride do razdražljivosti. Pomanjkanje lahko povzroči tudi bolezen pelagra. Ne samo človeški organizem proizvaja hidrolaze. Patogeni kot bakterije lahko tudi proizvajajo encime iz te skupine. Encim, ki lahko dejansko škoduje človeku, se imenuje ureaza, ki se zlomi sečnina v amoniak in ogljika dioksid. The amoniak pomaga bakterije upreti želodec kislina. Posledično lahko okužijo prebavni sistem in povzročijo številne bolezni. Bakterija Helicobacter pylori spada v to skupino patogeni. Med ostalimi, Helicobacter pylori sprožilci tipa B gastritis, je lahko odgovoren za čir na želodcu in dvanajstniku in lahko povzroči kronični karcinom želodca, če je kronično okužen.