hidrolízis

A hidrolízis A kémiai vegyület kisebb molekulákra való felosztását jelenti a víz abszorpciójával.A hidrolízisek fontos szerepet játszanak mind a szervetlen területeken, mind a biológiában. Az élő szervezetekben a hidrolitikus hasítás az enzimek hatására zajlik.

Mi a hidrolízis?

A hidrolízis során a kémiai vegyületek kisebb molekulákra osztódnak, amikor a víz felszívódik. Ez vonatkozik mind a szervetlen, mind a biológiai területre. A molekula egy része kapcsolódik a hidroxilcsoporthoz (OH csoport), a másik része pedig a hidrogénionhoz (H +). Semleges molekulák előállítása céljából a hidroxilcsoport elektronja formálisan migrál a protonba.

Ezek a reakciók általában nem lépnek fel egy lépésben. Egyszerű reakciók esetén csak néhány lépésre van szükség, míg bonyolult átalakításoknál mindig katalizátort veszünk részt, amely változatlan marad az összes reakció lépés befejezése után.

A biológiában a hidrolízis gyakran az erősen polimer vagy kompozit vegyületek lebontása. A három legfontosabb tápanyagot, a szénhidrátokat (poliszacharidok), a zsírokat és a fehérjéket hidrolitikusan bontják le.

Az élő rendszerekben a reakciók mindig enzimek jelenlétében zajlanak. Az enzimek olyan katalizátorok, amelyek a hidrolitikus hasítás után is megváltoznak és rendelkezésre állnak a következő reakcióhoz.

A hidrolízis fordított része vizet termel, és kondenzációnak nevezik.

Funkció és feladat

A hidrolízis az egyik alapvető reakció a biológiai rendszerekben. Gondoskodnak arról, hogy a nagy biomolekulák folyamatosan monomerekké alakuljanak, így felhasználhatók a test saját anyagainak felépítésére vagy bomlásuk során a test energiájának biztosítására. Ezért a hidrolízisek központi szerepet játszanak a testben.

Az étkezés után a fontos tápanyagokat, a szénhidrátokat, a zsírokat és a fehérjéket hidrolízissel bontják különálló komponenseikre. Például a szénhidrátok esetében a poliszacharidokat bontják a glükóz monomerekké, amikor a víz felszívódik. A zsírokat zsírsavakkal észterezett glicerinnel, a hidrolitikus hasítás az egyes zsírsavakat és a glicerint hozza létre. A fehérjék a peptid aminosavak láncai, amelyek hidrolitikusan fel vannak osztva egyes aminosavakká az emésztés során. Az enzimek részt vesznek a test összes hidrolitikus reakciójában. Az enzimek olyan fehérjék, amelyek katalitikusan támogatják a reakciókat. Hidrolízis után az enzimek változatlanok.

A hidrolízisek nem csak az emésztés során zajlanak le. A teljes anyagcserének részeként állandó hidrolízis és kondenzációs reakciók zajlanak a testben. A hidrolízist katalizáló enzimeket hidrolázoknak nevezzük.A hidrolázok viszont peptidázokra, észterázokra vagy glikozidázokra oszthatók. Többek között a peptidázok lebontják a fehérjéket az egyes aminosavak kialakulásával. Az öszterázok viszont lebontják a zsírokat zsírsavakká és glicerinné. Akkor lipázok. A glikozidázok megosztják a glikozid vegyületeket. Ezek vagy poliszacharidok, amelyekben több cukor-molekula glikozidálisan kapcsolódik egymáshoz, vagy olyan vegyületek, amelyek glikozidos kötéssel rendelkeznek egy cukorkomponens és egy nem cukorkomponens között. Ezért az amiláz, amely a keményítőt glükózzá alakítja, az egyik a glikozidázok.

További hidrolázok a foszfatázok és a nukleázok. A foszfatázok hidrolitikusan megosztják a foszfátcsoportokat. Ennek a reakciónak a jó példája az ATP (adenozin-trifoszfát) átalakulása ADP-ként (adenozin-difoszfát). Összességében a hidrolízis mindig az energia felszabadulásával zajlik. Ez különösen nyilvánvaló az ATP és az ADP közötti reakcióban. Mivel ez az átalakítás az ATP-ben korábban tárolt energiát szolgáltatja más biokémiai reakciókhoz, hőtermeléshez vagy mechanikai mozgásokhoz. A nukleázok felelősek a nukleinsavak teljes lebontásáért. Ezeket ismét megosztják ribonukleázokba és dezoxiribonukleázokba. Mindkét enzimcsoport hidrolitikusan megosztja a foszfodiészter kötéseket a nukleinsavmolekulában, hogy az egyes nukleotidokat képezzék.

Betegségek és betegségek

Mivel a hidrolízisreakciók folyamatosan zajlanak az emberi testben, különféle betegségek is előfordulhatnak ebben az összefüggésben. Az emésztés és számos közbenső reakció az anyagcserében hidrolízis reakciók, minden reakciólépéshez külön enzimek vannak. Az enzimek azonban olyan fehérjék, amelyek működését genetikai változások is korlátozhatják. Az egyes enzimek kudarca vagy hiánya halálos következményekkel járhat az egészségre.

Az enzimeknek néha nagy mennyiségben kell jelen lenniük, így egy teljes szervre szükség van a kiválasztódáshoz. Ez többek között vonatkozik a hasnyálmirigy emésztő enzimeire. A hasnyálmirigy vagy hasnyálmirigy főleg lipázokat és peptidázokat termel. Nagyon felelős a gyomorból kijövő élelmezésért. A zsírokat és a fehérjéket az egyes alkotóelemekre bontják. A test felszívja az aminosavakat, zsírsavakat, glicerint és glükózt, amelyek a vékonybélben képződnek. A hasnyálmirigy betegségeiben súlyos emésztési problémák fordulnak elő hasmenés, puffadás és súlyos hasi fájdalom esetén. A zsírbontás hiánya zsíros széklethez vezethet.

A hasnyálmirigy-gyulladás akut formájában (pancreatitis) a hasnyálmirigy akár halálos kimenetelű is emészthet. Az emésztőnedveknek a vékonybélbe történő szabad áramlását különféle okok miatt zavarhatja. Felhalmozódnak a hasnyálmirigyben és teljesen feloldódnak. A hasnyálmirigy-gyulladás krónikus formáival együtt is állandó részleges megoldódás figyelhető meg.

A mitokondriopathiák egy másik példája a betegségnek a hidrolitikus folyamatok vonatkozásában.Az ATP szintézis zavarainak következtében az ATP-től az ADP-ig történő energiaellátási reakciók csak korlátozott mértékben fordulhatnak elő. A mitokondriális betegségek i.a. krónikus fáradtság és gyengeség esetén.