Hydrolase

Tại Hydrolase là một nhóm các enzyme thủy phân phân hủy cơ chất. Một số hydrolase góp phần vào hoạt động bình thường của cơ thể con người, ví dụ như amylase phân tách tinh bột. Các hydrolase khác có liên quan đến sự phát triển của bệnh tật và giống như urease, được tạo ra trong vi khuẩn.

Hydrolase là gì?

Hydrolase là các enzym sử dụng nước để phá vỡ cơ chất. Cơ chất gắn vào trung tâm hoạt động của một enzym, nơi tương tác giữa hai đơn vị làm cho cơ chất bị phá vỡ thành hai phần. Đồng thời, một phân tử nước (H2O) được chia thành một nguyên tử hydro (H) và một nhóm OH. Một phần của chất nền gắn với nguyên tử hydro duy nhất, trong khi nhóm OH tự gắn vào phần còn lại của chất nền. Sản phẩm hydrolase theo đó bao gồm hai hợp chất mới.

Hydrolases hoạt động với các cơ chất khác nhau; chúng bao gồm các este, ete peptit, glycoside, axit hyđrua và liên kết C-C. Sự phân cắt thủy phân bởi các hydrolaza là thuận nghịch, tức là có thể thuận nghịch. Trong phân loại của EC, chúng đại diện cho nhóm 3, bao gồm một số phân nhóm. Các nhóm phụ bao gồm, ví dụ, lipase, phân hủy chất béo và lactase, phân hủy đường sữa (lactose). Thiếu men lactase dẫn đến không dung nạp đường sữa, điều này có thể được phản ánh trong các khiếu nại về đường tiêu hóa khi tiêu thụ sữa.

Chức năng, tác dụng và nhiệm vụ

Hydrolase có rất nhiều trong cơ thể con người. Amylase cũng là một trong những hydrolase. Amylase được tìm thấy trong nước bọt và chịu trách nhiệm phân hủy tinh bột và các polysaccharide khác. Polysaccharide là nhiều loại đường được tạo thành từ các chuỗi carbohydrate.

Amylase thủy phân tách các chuỗi này và phá vỡ chúng thành các đơn vị nhỏ hơn. Điều này tạo ra vị ngọt mà mọi người có thể nếm được khi nhai bánh mì và các loại thực phẩm giàu tinh bột khác. Quá trình xử lý polysaccharid bởi amylase là giai đoạn đầu tiên của quá trình tiêu hóa sinh hóa - sau khi răng đã nghiền nát thức ăn một cách cơ học trong khi nhai.

Kynureninase xuất hiện trong tất cả các loại mô và phân tách alanin. Cả quá trình tổng hợp axit nicotinic và sự phân hủy tryptophan đều cần đến bước này. Tryptophan là một axit amin thiết yếu tham gia vào quá trình tổng hợp serotonin. Serotonin là một chất dẫn truyền thần kinh quan trọng (chất truyền tin). Sự phân hủy tryptophan cũng là một bước trung gian trong quá trình tổng hợp các chất khác, ví dụ nicotinamide adenine dinucleotide (NAD).

NAD là một coenzyme tham gia vào nhiều chức năng sinh học. Ví dụ, nó hỗ trợ công việc của các dehydrogenase và là một phần của chuỗi hô hấp. Kynureninase không chỉ góp phần vào quá trình phân hủy tryptophan, mà còn để tổng hợp axit nicotinic. Axit nicotinic hay niacin là một loại vitamin là một phần của phức hợp B.

Giáo dục, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu

Cơ thể con người tạo thành hydrolase ở nơi chúng được sử dụng. Ví dụ, amylase trong nước bọt được sản xuất trong tuyến nước bọt, trong khi tuyến tụy sản xuất amylase tuyến tụy. Giống như tất cả các enzym, hydrolase chỉ có thể hoạt động trong những điều kiện nhất định. Hơn hết, độ pH của môi trường và nhiệt độ có tầm quan trọng lớn đối với chúng.

Ví dụ, amylase chỉ có thể tồn tại ở pH 3,5-9. Nếu milieu lệch khỏi phạm vi này, enzyme sẽ biến tính. Axit dạ dày có giá trị pH từ 1–1,5 khi bụng đói và do đó quá chua đối với amylase. Axit dạ dày làm biến tính cấu trúc protein bằng cách phá vỡ các liên kết phân tử. Enzyme mất hình dạng và không hoạt động. Đây là lý do tại sao tuyến tụy cũng phải tổng hợp amylase và thêm nó vào tủy răng ở giai đoạn sau của quá trình tiêu hóa.

Nhiệt độ tối ưu cho amylase là 45 ° C; Ở nhiệt độ này, amylase hoạt động nhanh nhất, tức là nó chuyển đổi lượng cơ chất lớn nhất. Amylase cũng có thể hoạt động ngoài mức tối ưu này - nhưng tỷ lệ trao đổi chất có phần thấp hơn. Nhiệt độ quá cao cũng làm biến tính enzym và làm cho nó không thể sử dụng được hoặc phân hủy protein thành các axit amin riêng lẻ của nó.

Bệnh & Rối loạn

Một số hydrolase có thể giúp chẩn đoán bệnh. Ví dụ, bác sĩ có thể sử dụng nồng độ amylase trong buồng trứng và phổi để chẩn đoán một số dạng ung thư. Nồng độ amallysis đáng chú ý trong ung thư ở các cơ quan này và do đó có thể cung cấp dấu hiệu cho thấy sự hiện diện hoặc lây lan của khối u.

Một đột biến trong gen KYNU dẫn đến sự thiếu hụt kynureninase. Enzyme này tham gia vào các quá trình sinh hóa khác nhau. Nếu có quá ít kynureninase trong cơ thể, các tế bào không thể tổng hợp vitamin B3 (còn được gọi là axit nicotinic hoặc niacin) như bình thường và xảy ra tình trạng thiếu hụt vitamin. Các dấu hiệu của sự thiếu hụt B3 bao gồm viêm da và viêm niêm mạc miệng, dạ dày và ruột. Ngoài ra, có thể bị tiêu chảy, trầm cảm, chán ăn, khó tập trung, rối loạn giấc ngủ và cáu gắt. Sự thiếu hụt cũng có thể gây ra bệnh pellagra.

Không chỉ có cơ thể con người mới hình thành hydrolase. Các mầm bệnh như vi khuẩn cũng có thể tạo ra các enzym từ nhóm này. Một loại enzyme thậm chí có thể gây hại cho con người được gọi là urease, và nó phân hủy urê thành amoniac và carbon dioxide. Amoniac giúp vi khuẩn chống lại axit dạ dày. Do đó, chúng có thể lây nhiễm sang hệ tiêu hóa và gây ra một loạt bệnh. Vi khuẩn Helicobacter pylori thuộc nhóm mầm bệnh này. Helicobacter pylori gây ra viêm dạ dày loại B, có thể là nguyên nhân gây ra loét dạ dày và tá tràng, và trong trường hợp nhiễm trùng mãn tính, gây ra ung thư biểu mô dạ dày.