Hydroláza

V Hydroláza je skupina enzymů, které hydrolyticky štěpí substráty. Některé hydrolázy přispívají k normálnímu fungování lidského těla, například amyláze štěpící škrob. Další hydrolázy se podílejí na vývoji nemocí a podobně jako ureáza se produkují v bakteriích.

Co je to hydroláza?

Hydrolasy jsou enzymy, které používají vodu k rozkladu substrátů. Substrát se ukotví do aktivního centra enzymu, kde interakce mezi dvěma jednotkami způsobí, že se substrát rozpadne na dvě části. Současně je molekula vody (H2O) rozdělena na jeden atom vodíku (H) a skupinu OH. Jedna část substrátu se váže na jediný atom vodíku, zatímco skupina OH se váže na druhou část substrátu. Produkt hydrolázy tedy sestává ze dvou nových sloučenin.

Hydrolasy pracují s různými substráty; mezi ně patří estery, etherové peptidy, glykosidy, kyselé hydridy a vazby C-C. Hydrolytické štěpení hydrolázami je reverzibilní, tj. Reverzibilní. V klasifikaci ES představují skupinu 3, která zahrnuje několik podskupin. Mezi podskupiny patří například lipáza, která štěpí tuk, a laktáza, která štěpí mléčný cukr (laktóza). Nedostatek laktázy vede k nesnášenlivosti mléčného cukru, což se může projevit při gastrointestinálních potížích při konzumaci mléka.

Funkce, efekt a úkoly

Hydrolasy jsou v lidském těle četné. Amyláza je také jednou z hydroláz. Amyláza se nachází ve slinách a je zodpovědná za rozklad škrobu a dalších polysacharidů. Polysacharidy jsou vícenásobné cukry tvořené řetězci uhlohydrátů.

Amyláza tyto řetězce hydrolyticky rozdělí a rozdělí je na menší jednotky. To vytváří sladkou chuť, kterou mohou lidé chutnat při žvýkání chleba a jiných škrobových potravin. Zpracování polysacharidů amylázou je první fází biochemického trávení - poté, co zuby žvýkaly potravu mechanicky rozdrcenou.

Kynurenináza se vyskytuje ve všech typech tkání a štěpí alanin. Tento krok vyžaduje jak syntéza kyseliny nikotinové, tak rozpad tryptofanu. Tryptofan je esenciální aminokyselina, která se podílí na syntéze serotoninu. Serotonin je důležitý neurotransmiter (messenger substance). Rozklad tryptofanu je také přechodným krokem v syntéze dalších látek, například nikotinamid adenin dinukleotidu (NAD).

NAD je koenzym, který se podílí na řadě biologických funkcí. Například podporuje činnost dehydrogenáz a je součástí dýchacího řetězce. Kynurenináza přispívá nejen k rozkladu tryptofanu, ale také k syntéze kyseliny nikotinové. Kyselina nikotinová nebo niacin je vitamin, který je součástí komplexu B.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

Lidské tělo vytváří hydrolasy tam, kde jsou použity. Například amyláza ve slinách je produkována ve slinných žlázách, zatímco pankreas produkuje pankreatickou amylázu. Stejně jako všechny enzymy mohou i hydrolasy fungovat pouze za určitých podmínek. Především pro ně má velký význam pH prostředí a teplota.

Například amyláza může existovat pouze při pH 3,5-9. Pokud se prostředí liší od tohoto rozmezí, enzym denaturuje. Kyselina žaludeční má hodnotu pH 1–1,5 na lačný žaludek, a proto je pro amylázu příliš kyselá. Kyselina žaludku denaturuje proteinovou strukturu přerušením molekulárních vazeb. Enzym ztrácí svůj tvar a stává se neaktivní. Proto musí slinivka břišní také syntetizovat amylázu a přidat ji k dužině v pozdější fázi trávení.

Optimální teplota amylázy je 45 ° C; Při této teplotě amyláza pracuje nejrychleji, tj. Převádí největší množství substrátu. Amyláza může fungovat i mimo tento optimální - metabolický poměr je však o něco nižší. Příliš vysoké teploty také denaturují enzym a buď ho činí nepoužitelným, nebo štěpí protein na jednotlivé aminokyseliny.

Nemoci a poruchy

Některé hydrolázy mohou pomoci diagnostikovat nemoci. Lékaři mohou například používat hladiny amylázy ve vaječnících a plicích k diagnostice určitých forem rakoviny. Koncentrace amalýzy je znatelná u rakoviny v těchto orgánech, a proto může naznačovat přítomnost nebo šíření nádorů.

Mutace v genu KYNU vede k nedostatku kynureninázy. Enzym je zapojen do různých biochemických procesů. Pokud je v těle příliš málo kynureninázy, buňky nemohou syntetizovat vitamin B3 (nazývaný také kyselina nikotinová nebo niacin) obvyklým způsobem a dochází k hypovitaminóze. Mezi příznaky nedostatku B3 patří dermatitida a zánět úst, žaludku a střevní sliznice. Kromě toho se může objevit průjem, deprese, ztráta chuti k jídlu, obtížné soustředění, poruchy spánku a podrážděnost. Nedostatek může také vyvolat onemocnění pellagra.

Hydrolasy netvoří jen lidský organismus. Patogeny, jako jsou bakterie, mohou také produkovat enzymy z této skupiny. Enzym, který může dokonce ublížit lidem, se nazývá ureáza a rozkládá močovinu na amoniak a oxid uhličitý. Amoniak pomáhá bakteriím odolávat žaludeční kyselině. Výsledkem je, že mohou infikovat zažívací soustavu a způsobit řadu onemocnění. Bakterie Helicobacter pylori patří do této skupiny patogenů. Helicobacter pylori spouští gastritidu typu B, může být zodpovědný za žaludeční a duodenální vředy a v případě chronické infekce může způsobit karcinom žaludku.