гидролиз представляет собой расщепление химического соединения на более мелкие молекулы с поглощением воды.Гидролизы играют важную роль в неорганической области, а также в биологии. В живых организмах гидролитическое расщепление происходит под действием ферментов.
Что такое гидролиз?
Во время гидролиза химические соединения расщепляются на более мелкие молекулы при поглощении воды. Это касается как неорганической, так и биологической области. Одна часть молекулы соединяется с гидроксильной группой (группа ОН), а другая часть молекулы соединяется с ионом водорода (H +). Чтобы получить нейтральные молекулы, электрон гидроксильной группы формально мигрирует к протону.
Эти реакции обычно не протекают в один этап. В простых реакциях требуется всего несколько стадий, в то время как в сложных конверсиях всегда задействован катализатор, который остается неизменным после завершения всех стадий реакции.
В биологии гидролиз часто представляет собой распад высокополимерных или композитных соединений. Три наиболее важных питательных вещества, углеводы (полисахариды), жиры и белки, расщепляются гидролитически.
В живых системах реакции всегда происходят в присутствии ферментов. Ферменты представляют собой катализаторы, которые снова остаются неизменными после гидролитического расщепления и доступны для следующей реакции.
Обратный гидролиз дает воду и известен как конденсация.
Функция и задача
Гидролиз - одна из фундаментальных реакций в биологических системах. Они гарантируют, что большие биомолекулы постоянно превращаются в мономеры, чтобы использовать их для создания собственных веществ в организме или, посредством их распада, для снабжения организма энергией. Поэтому гидролизы играют центральную роль в организме.
После еды важные питательные вещества - углеводы, жиры и белки - расщепляются на отдельные компоненты путем гидролиза. В случае углеводов, например, полисахариды расщепляются на мономеры глюкозы при абсорбции воды. Жиры представляют собой глицерин, этерифицированный жирными кислотами. При гидролитическом расщеплении образуются отдельные жирные кислоты и глицерин. Белки представляют собой цепочки пептидных аминокислот, которые гидролитически расщепляются на отдельные аминокислоты во время пищеварения. Ферменты участвуют во всех гидролитических реакциях в организме. Ферменты - это белки, которые каталитически поддерживают реакции. После гидролиза ферменты не изменяются.
Гидролиз происходит не только при переваривании пищи. В рамках общего обмена веществ в организме происходят постоянные реакции гидролиза и конденсации. Ферменты, катализирующие гидролиз, называются гидролазами.Гидролазы, в свою очередь, можно разделить на пептидазы, эстеразы или гликозидазы. Помимо прочего, пептидазы расщепляют белки с образованием отдельных аминокислот. Эстеразы, в свою очередь, могут расщеплять жиры на жирные кислоты и глицерин. Тогда это липазы. Гликозидазы расщепляют гликозидные соединения. Это либо полисахариды, в которых несколько молекул сахара гликозидно связаны, либо соединения, которые имеют гликозидную связь между сахарным компонентом и несахарным компонентом. Вот почему амилаза, превращающая крахмал в глюкозу, является одной из гликозидаз.
Другими гидролазами являются фосфатазы и нуклеазы. Фосфатазы гидролитически отщепляют фосфатные группы. Хорошим примером этой реакции является превращение АТФ (аденозинтрифосфата) в АДФ (аденозиндифосфат). В целом гидролиз всегда происходит с выделением энергии. Это особенно очевидно в реакции АТФ на АДФ. Поскольку это преобразование поставляет энергию, ранее сохраненную в АТФ, для других биохимических реакций, тепловыделения или механических движений. Нуклеазы отвечают за полное расщепление нуклеиновых кислот. Они снова делятся на рибонуклеазы и дезоксирибонуклеазы. Обе группы ферментов гидролитически расщепляют фосфодиэфирные связи в молекуле нуклеиновой кислоты с образованием отдельных нуклеотидов.
Болезни и недуги
Поскольку в организме человека постоянно происходят реакции гидролиза, в этом контексте также возможны различные заболевания. Пищеварение и многие промежуточные реакции в метаболизме являются реакциями гидролиза.Для каждой стадии реакции используются специальные ферменты. Однако ферменты - это белки, функция которых также может быть ограничена генетическими изменениями. Отказ или недостаток каждого фермента может иметь фатальные последствия для здоровья.
Иногда ферменты должны присутствовать в больших количествах, поэтому для их секреции необходим целый орган. Это касается, среди прочего, пищеварительных ферментов поджелудочной железы. Поджелудочная железа или поджелудочная железа в основном вырабатывают липазы и пептидазы. Он в значительной степени отвечает за переваривание пищи, поступающей из желудка. Жиры и белки разбиты на отдельные компоненты. Организм поглощает аминокислоты, жирные кислоты, глицерин и глюкозу, которые образуются в тонком кишечнике. При заболеваниях поджелудочной железы возникают массивные проблемы с пищеварением с диареей, метеоризмом и сильными болями в животе. Отсутствие расщепления жиров может привести к жирному стулу.
При острой форме воспаления поджелудочной железы (панкреатит) поджелудочная железа может даже переваривать себя со смертельным исходом. Свободное поступление пищеварительных соков в тонкий кишечник может быть нарушено по разным причинам. Они накапливаются в поджелудочной железе и полностью растворяются. Даже при хронических формах панкреатита наблюдается постоянное частичное излечение.
Митохондриопатии - еще один пример заболевания, связанного с гидролитическими процессами. Из-за нарушений синтеза АТФ реакции энергоснабжения от АТФ к АДФ могут иметь место только в ограниченной степени. Митохондриальные заболевания проявляются, в том числе, при хронической усталости и слабости.
