гідроліз

The гідроліз являє собою розщеплення хімічної сполуки на менші молекули з поглинанням води. Гідролізи відіграють важливу роль як в неорганічній зоні, так і в біології. У живих організмах гідролітичне розщеплення відбувається під впливом ферментів.

Що таке гідроліз?

Під час гідролізу хімічні сполуки розщеплюються на менші молекули при поглинанні води. Це стосується як неорганічних, так і біологічних областей. Одна частина молекули з'єднується з гідроксильною групою (ОН-група), а інша частина молекули з'єднується з іоном водню (Н +). Для отримання нейтральних молекул електрон гідроксильної групи формально мігрує до протона.

Ці реакції зазвичай не проходять за один крок. Для простих реакцій необхідно лише кілька кроків, тоді як при складних перетвореннях завжди бере участь каталізатор, який залишається незмінним після завершення всіх етапів реакції.

У біології часто гідроліз - це розпад високополімерних або композиційних сполук. Три найважливіші поживні речовини, вуглеводи (полісахариди), жири та білки, розбиваються гідролітично.

У живих системах реакції завжди відбуваються в присутності ферментів. Ферменти - це каталізатори, які після гідролітичного розщеплення знову не змінюються і є доступними для наступної реакції.

Реверс гідролізу дає воду і називається конденсацією.

Функція та завдання

Гідроліз - одна з основних реакцій біологічних систем. Вони гарантують, що великі біомолекули постійно перетворюються на мономери, щоб їх можна було використовувати або для накопичення власних речовин в організмі, або шляхом їх розпаду, для постачання організму енергією. Тому гідролізи відіграють центральну роль в організмі.

Після їжі важливі поживні речовини вуглеводи, жири та білки розбиваються на їх окремі компоненти гідролізом. У випадку з вуглеводами, наприклад, полісахариди розщеплюються до глюкози мономерів при поглинанні води. Жири - це гліцерин, етерифікований жирними кислотами, при гідролітичному розщепленні утворюються окремі жирні кислоти та гліцерин. Білки - це ланцюги пептидних амінокислот, які гідролітично розщеплюються на окремі амінокислоти під час травлення. Ферменти беруть участь у всіх гідролітичних реакціях в організмі. Ферменти - це білки, які каталітично підтримують реакції. Після гідролізу ферменти не змінюються.

Гідроліз відбувається не тільки при перетравленні їжі. В рамках загального обміну речовин в організмі відбуваються постійні реакції гідролізу та конденсації. Ферменти, що каталізують гідроліз, називаються гідролазами.Гідролази можуть бути розділені на пептидази, естерази або глікозидази. Крім усього іншого, пептидази розщеплюють білки з утворенням окремих амінокислот. Естерази, в свою чергу, можуть розщеплювати жири на жирні кислоти та гліцерин. Тоді це ліпази. Глікозидази розщеплюють глікозидні сполуки. Це або полісахариди, в яких кілька молекул цукру глікозидно пов'язані, або сполуки, які мають глікозидну зв’язок між цукровим компонентом і нецукровим компонентом. Ось чому амілаза, яка перетворює крохмаль у глюкозу, є однією з глікозидаз.

Далі гідролази - це фосфатази та нуклеази. Фосфатази розщеплюють фосфатні групи гідролітично. Хорошим прикладом цієї реакції є конверсія АТФ (аденозинтрифосфат) в АДФ (аденозиндифосфат). В цілому гідроліз завжди відбувається з вивільненням енергії. Це особливо очевидно в реакції від АТФ до АДФ. Оскільки ця конверсія постачає енергію, яка раніше зберігалася в АТФ для інших біохімічних реакцій, вироблення тепла або механічних рухів. Нуклеази відповідають за повний розпад нуклеїнових кислот. Вони знову поділяються на рибонуклеази та дезоксирибонуклеази. Обидві групи ферментів гідролітично розщеплюють фосфодіефірні зв’язки в молекулі нуклеїнової кислоти з утворенням окремих нуклеотидів.

Хвороби та недуги

Оскільки в організмі людини постійно відбуваються реакції гідролізу, в цьому контексті можливі також різні захворювання. Травлення та багато проміжних реакцій у метаболізмі - це реакції гідролізу. Існують спеціальні ферменти для кожного етапу реакції. Однак ферменти - це білки, які також можуть бути обмежені у своїй функції генетичними змінами. Збій або дефіцит кожного окремого ферменту може мати фатальні наслідки для здоров’я.

Ферменти іноді мають бути присутніми у великих кількостях, так що для їх секреції необхідний цілий орган. Це стосується, серед іншого, травних ферментів підшлункової залози. Підшлункова залоза або підшлункова залоза в основному продукує ліпази та пептидази. Він значною мірою відповідає за перетравлення їжі, яка виходить зі шлунка. Жири та білки розбиваються на окремі компоненти. Організм засвоює амінокислоти, жирні кислоти, гліцерин та глюкозу, які утворюються через тонкий кишечник. При захворюваннях підшлункової залози виникають масивні проблеми з травленням при діареї, метеоризмі та сильних болях у животі. Нестача розпаду жиру може призвести до жирового стільця.

При гострій формі запалення підшлункової залози (панкреатит) підшлункова залоза може навіть перетравлюватися з летальним результатом. Вільний потік травних соків у тонкий кишечник може бути порушений різними причинами. Вони накопичуються в підшлунковій залозі і повністю розчиняються. Навіть при хронічних формах панкреатиту спостерігається постійне часткове вирішення.

Мітохондріопатії - ще один приклад захворювання щодо гідролітичних процесів.Зважаючи порушення синтезу АТФ, енергозабезпечувальні реакції від АТФ до АДФ можуть мати місце лише в обмеженій мірі. Хвороби мітохондрій виражають себе, тобто при хронічній втомі і слабкості.