Hüdrolaas

Kell Hüdrolaas "Ensüümide rühm" lagundab substraate hüdrolüütiliselt. Mõned hüdrolaasid aitavad kaasa inimkeha normaalsele toimimisele, näiteks tärklist lõhestav amülaas. Muud hüdrolaasid osalevad haiguste tekkes ja toodetakse sarnaselt ureaasiga bakterites.

Mis on hüdrolaas?

Hüdrolaasid on ensüümid, mis kasutavad substraatide lagundamiseks vett. Substraat dokib ensüümi aktiivkeskmesse, kus kahe ühiku interaktsioonid põhjustavad substraadi lagunemist kaheks osaks. Samal ajal jaguneb veemolekul (H2O) üheks vesinikuaatomiks (H) ja OH-rühmaks. Üks osa substraadist kinnitub ühe vesinikuaatomi külge, samal ajal kui OH-rühm kinnitub teise substraadi külge. Hüdrolaasi produkt koosneb vastavalt kahest uuest ühendist.

Hüdrolaasid töötavad erinevate substraatidega; nende hulka kuuluvad estrid, eetripeptiidid, glükosiidid, happehüdriidid ja C-C sidemed. Hüdrolüütiline lõhustamine hüdrolaaside abil on pöörduv, st pöörduv. EÜ klassifikatsioonis esindavad nad rühma 3, mis koosneb mitmest alarühmast. Alarühmadesse kuuluvad näiteks lipaas, mis lagundab rasva, ja laktaas, mis lagundab piimasuhkrut (laktoos). Laktaasi puudus põhjustab piimasuhkru talumatust, mis võib kajastuda seedetrakti kaebustes piima tarbimisel.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Hüdrolaase on inimkehas arvukalt. Amülaas on ka üks hüdrolaasidest. Amülaasi leidub süljes ja see vastutab tärklise ja muude polüsahhariidide lagundamise eest. Polüsahhariidid on mitmed suhkrud, mis koosnevad süsivesikute ahelatest.

Amülaas lõheneb need ahelad hüdrolüütiliselt ja lagundab väiksemateks osadeks. See loob magusa maitse, mida inimesed saavad leiba ja muid tärkliserikkaid toite närides maitsta. Polüsahhariidide töötlemine amülaasi abil on biokeemilise lagundamise esimene etapp - pärast seda, kui hambad on toitu närimise ajal mehaaniliselt purustanud.

Kynureninaas esineb kõigis koetüüpides ja lõheneb alaniin. Nii nikotiinhappe süntees kui ka trüptofaani lagundamine nõuavad seda sammu. Trüptofaan on asendamatu aminohape, mis osaleb serotoniini sünteesis. Serotoniin on oluline neurotransmitter (vahendaja). Trüptofaani lagundamine on ka vaheetapp teiste ainete, näiteks nikotiinamiidadeniini dinukleotiidi (NAD), sünteesis.

NAD on koensüüm, mis osaleb paljudes bioloogilistes funktsioonides. Näiteks toetab see dehüdrogenaaside tööd ja on osa hingamisahelast. Kynureninaas aitab mitte ainult kaasa trüptofaani lagunemisele, vaid ka nikotiinhappe sünteesile. Nikotiinhape ehk niatsiin on vitamiin, mis on osa B kompleksist.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Inimese keha moodustab hüdrolaasid, kus neid kasutatakse. Näiteks süljes olev amülaas toodetakse süljenäärmes, pankreas aga pankrease amülaasi. Nagu kõik ensüümid, võivad hüdrolaasid töötada ainult teatud tingimustel. Nende jaoks on ennekõike keskkonna pH ja temperatuur.

Näiteks võib amülaas eksisteerida ainult pH 3,5-9 juures. Kui miljöö sellest vahemikust erineb, denatureerub ensüüm. Maohappe pH väärtus on tühja kõhuga 1–1,5 ja on seetõttu amülaasi jaoks liiga happeline. Maohape denatureerib valgu struktuuri, purustades molekulaarsidemeid. Ensüüm kaotab oma kuju ja muutub passiivseks. Seetõttu peab ka kõhunääre amülaasi sünteesima ja hilisemas seedimisetapis viljalihale lisama.

Amülaasi jaoks on optimaalne temperatuur 45 ° C; Sellel temperatuuril töötab amülaas kõige kiiremini, st see muundab suurima koguse substraati. Amülaas võib töötada ka väljaspool seda optimaalsust - kuid ainevahetuse kiirus on mõnevõrra madalam. Liiga kõrge temperatuur denatureerib ka ensüümi ja muudab kas selle kasutamiskõlbmatuks või lagundab valgu selle üksikuteks aminohapeteks.

Haigused ja häired

Mõned hüdrolaasid võivad aidata haigusi diagnoosida. Näiteks saavad arstid kasutada munasarjades ja kopsudes amülaasi taset teatud vähivormide diagnoosimiseks. Amalüüsi kontsentratsioon on neis elundites vähi korral märgatav ja võib seetõttu anda märku neoplasmide olemasolust või levikust.

KYNU geeni mutatsioon põhjustab puuduliku kynureninaasi tekkimist. Ensüüm osaleb erinevates biokeemilistes protsessides. Kui ketenurenaasi on kehas liiga vähe, ei suuda rakud sünteesida B3-vitamiini (mida nimetatakse ka nikotiinhappeks või niatsiiniks) nagu tavaliselt, ja tekib hüpovitaminoos. B3 puudulikkuse tunnuste hulka kuuluvad dermatiit ning suu, mao ja soolte limaskesta põletik. Lisaks võivad tekkida kõhulahtisus, depressioon, isutus, keskendumisraskused, unehäired ja ärrituvus. Vaegus võib käivitada ka pellagra haiguse.

Hüdrolaase ei moodusta mitte ainult inimorganism. Selles rühmas võivad ensüüme toota ka sellised patogeenid nagu bakterid. Ensüümi, mis võib isegi kahjustada inimesi, nimetatakse ureaasiks ja see lõhustab uurea ammoniaagi ja süsinikdioksiidiks. Ammoniaak aitab bakteritel maohapet taluda. Selle tagajärjel võivad nad nakatada seedesüsteemi ja põhjustada mitmesuguseid vaevusi. Helicobacter pylori bakter kuulub sellesse patogeenide rühma. Helicobacter pylori vallandab B-tüüpi gastriidi, võib olla vastutav mao- ja kaksteistsõrmikuhaavandite eest ning kroonilise infektsiooni korral põhjustada mao kartsinoomi.