Hydroláza je skupina enzymy který hydrolyticky štěpí substráty. Některé hydrolázy přispívají k normálnímu fungování lidského těla, například štěpení škrobu amylázy. Jiné hydrolázy se podílejí na vývoji onemocnění a stejně jako ureáza se vyrábějí v bakterie.
Co je to hydroláza?
Hydrolázy jsou enzymy které používají voda štěpit substráty. Substrát dokuje aktivní místo enzymu, kde interakcí mezi těmito dvěma jednotkami způsobí rozpad substrátu na dvě části. Současně a voda molekula (H2O) je rozdělena do jediné vodík atom (H) a skupina OH. Jedna část substrátu se připojí k singlu vodík atom, zatímco skupina OH se váže na druhou část substrátu. Produkt hydroláz tedy sestává ze dvou nových sloučenin. Hydrolázy pracují s různými substráty; mezi ně patří estery, éter peptidy, glykosidy, hydridy kyselin a CC vazby. Hydrolytické štěpení hydrolázami je reverzibilní. V klasifikaci EC představují skupinu 3, která zahrnuje několik podskupin. Podskupiny zahrnují například lipáza, který štěpí tuk, a laktázy, který štěpí mléko cukr (laktóza). Nedostatek laktázy vede k nesnášenlivosti laktóza, což se může projevit gastrointestinálními příznaky, když mléko je spotřebováno.
Funkce, účinek a úkoly
Hydrolázy jsou v lidském těle hojné. Amylase je také jednou z hydroláz. Amylase se nachází v slina a je odpovědný za štěpení škrobu a dalších polysacharidy. Polysacharidy jsou více cukry skládající se z řetězců sacharidy. Amyláza hydrolyticky štěpí tyto řetězce, čímž je rozkládá na menší jednotky. To dává vzniknout sladkému chuť které mohou lidé při žvýkání ochutnat chléb a další škrobnatá jídla. Zpracování polysacharidy amyláza představuje první fázi biochemického trávení - poté, co zuby během žvýkání mechanicky rozložily potravu. Kynurenináza se nachází ve všech typech a štěpeních tkání alanin. Jak syntéza kyselina nikotinová a rozdělení tryptofan vyžadovat tento krok. tryptofan je esenciální aminokyselina podílející se na syntéze serotonin. serotonin je důležité neurotransmiter (poselská látka). Rozpis tryptofan je také přechodným krokem v syntéze dalších látek, například nikotinamidu a adenin dinukleotidu (NAD). NAD je koenzym, který se účastní mnoha biologických funkcí. Podporuje například práci dehydrogenáz a je součástí dýchacího řetězce. Kynurenináza přispívá nejen k degradaci tryptofanu, ale také k syntéze kyselina nikotinová. Kyselina nikotinová nebo niacin je a vitamín který patří do B-komplexu.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
Lidské tělo vytváří hydrolázy tam, kde se používají. Například amyláza v slina se tvoří ve slinné žláze, zatímco pankreas produkuje pankreatickou amylázu. Jako všichni enzymy, hydrolázy mohou fungovat pouze za určitých podmínek. Velmi důležitá je pro ně především hodnota pH prostředí a teplota. Například amyláza může existovat pouze při pH 3.5 až 9. Pokud se prostředí odchýlí od tohoto rozmezí, enzym denaturuje. Kyselina žaludeční má pH 1-1.5 na prázdném žaludek, což je příliš kyselé pro amylázu. Kyselina žaludeční denaturuje proteinovou strukturu porušením molekulárních vazeb. Enzym tak ztrácí svůj tvar a stává se neaktivním. Pankreas proto musí také syntetizovat amylázu a vrátit ji do buničiny v pozdější fázi trávení. Optimální teplota pro amylázu je 45 ° C; při této teplotě pracuje amyláza nejrychleji, tj. převádí největší množství substrátu. Amyláza může fungovat i mimo toto optimum - ale rychlost metabolismu je o něco nižší. Příliš vysoké teploty také denaturují enzym a buď ho činí zbytečným, nebo rozloží protein na jednotlivce aminokyseliny.
Nemoci a poruchy
Některé hydrolázy mohou pomoci diagnostikovat nemoci. Lékaři mohou například používat hladiny amylázy v vaječníky a plíce k diagnostice určitých forem rakovinaÚrovně amalýzy jsou u nádorů v těchto orgánech viditelné a mohou tak ukazovat na přítomnost nebo šíření novotvarů. Mutace v KYNU gen vede k nedostatku kynureninázy. Enzym se účastní různých biochemických procesů. Když je v těle příliš málo kynureninázy, buňky se nemohou syntetizovat vitamín B3 (nazývaná také kyselina nikotinová nebo niacin) jako obvykle a dochází k hypovitaminóze. Mezi příznaky nedostatku B3 patří dermatitida a zánět orální, žaludeční a střevní sliznice. Navíc, průjem, deprese, ztráta chuti k jídlu, koncentrace problémy, poruchy spánku a může dojít k podrážděnosti. Nedostatek může také způsobit onemocnění pelagra. Nejen lidský organismus produkuje hydrolázy. Patogeny jako bakterie může také produkovat enzymy z této skupiny. Jeden enzym, který může skutečně ublížit lidem, se nazývá ureáza, která se rozbije močovina do amoniak a uhlík oxid uhličitý. The amoniak pomáhá bakterie odolat žaludek kyselina. Výsledkem je, že mohou infikovat trávicí systém a způsobit řadu onemocnění. Bakterie Helicobacter pylori patří do této skupiny Patogenů. Mezi ostatními, Helicobacter pylori spouští typ B zánět žaludku, může být zodpovědný za žaludeční a duodenální vředy a může způsobit žaludeční karcinom, pokud je chronicky infikován.
