hidroliza

hidroliza predstavlja cijepanje kemijskog spoja na manje molekule s apsorpcijom vode.Hidrolize igraju važnu ulogu u neorganskom području kao i u biologiji. U živim organizmima hidrolizno cijepanje se odvija pod utjecajem enzima.

Što je hidroliza?

Tijekom hidrolize kemijski se spojevi dijele na manje molekule kada se voda apsorbira. Ovo se odnosi i na anorganska i na biološka područja. Jedan dio molekule povezuje se s hidroksilnom skupinom (OH grupa), a drugi dio molekule povezuje se s vodikovim ionom (H +). Kako bi dobili neutralne molekule, elektron hidroksilne skupine formalno migrira u proton.

Te se reakcije obično ne odvijaju u jednom koraku. Uz jednostavne reakcije potrebno je samo nekoliko koraka, dok je kod složenih pretvorbi uvijek uključen katalizator, koji ostaje nepromijenjen nakon završetka svih koraka reakcije.

U biologiji je hidroliza često raspad visoko polimernih ili kompozitnih spojeva. Tri najvažnija hranjiva sastojka, ugljikohidrati (polisaharidi), masti i bjelančevine, hidrolomski se razgrađuju.

U živim sustavima reakcije se uvijek odvijaju u prisutnosti enzima. Enzimi su katalizatori koji su nakon hidroliznog cijepanja opet nepromijenjeni i dostupni su za slijedeću reakciju.

Reversa hidrolize daje vodu i poznata je kao kondenzacija.

Funkcija i zadatak

Hidroliza je jedna od temeljnih reakcija u biološkom sustavu. Osiguravaju da se velike biomolekule neprestano pretvaraju u monomere kako bi se mogle koristiti za izgradnju tjelesnih vlastitih tvari ili za opskrbu tijela energijom kroz njihov raspad. Stoga hidrolize imaju središnju ulogu u tijelu.

Nakon jela, važni sastojci ugljikohidrati, masti i bjelančevine hidroliziraju se na njihove pojedinačne komponente. Na primjer, u slučaju ugljikohidrata, polisaharidi se razgrađuju u glukozu monomera kada apsorbira vodu. Masti su glicerin esterificiran masnim kiselinama, a hidroliznim cijepanjem nastaju pojedinačne masne kiseline i glicerin. Proteini su lanci peptidnih aminokiselina koji se tokom probave hidroliziraju u pojedinačne aminokiseline. Enzimi su uključeni u sve hidrolatne reakcije u tijelu. Enzimi su proteini koji katalitički podržavaju reakcije. Nakon hidrolize enzimi su nepromijenjeni.

Hidrolize se ne odvijaju samo u probavi hrane. Kao dio cjelokupnog metabolizma u tijelu se odvijaju stalne reakcije hidrolize i kondenzacije. Enzimi koji kataliziraju hidrolizu nazivaju se hidrolaze.Hidrolaze se pak mogu podijeliti na peptidaze, esteraze ili glikozidaze. Između ostalog, peptidaze razgrađuju proteine ​​uz stvaranje pojedinačnih aminokiselina. Esteraze pak mogu razgraditi masti na masne kiseline i glicerin. Onda su to lipaze. Glikozidaze dijele glikozidne spojeve. To su ili polisaharidi u kojima je nekoliko molekula šećera glikozidno povezano, ili spojevi koji imaju glikozidnu vezu između šećerne komponente i ne-šećerne komponente. To je razlog zašto je amilaza, koja pretvara škrob u glukozu, jedna od glikozidaza.

Daljnje hidrolaze su fosfataze i nukleaze. Fosfataze se hidroliziraju na fosfatne skupine. Dobar primjer ove reakcije je pretvorba ATP-a (adenozin-trifosfat) u ADP (adenozin-difosfat). Sveukupno, hidroliza se uvijek odvija s oslobađanjem energije. To je posebno vidljivo u reakciji ATP-a do ADP-a. Budući da se ovom pretvorbom isporučuje energija prethodno pohranjena u ATP-u za druge biokemijske reakcije, stvaranje topline ili mehanička kretanja. Nukleaze su odgovorne za potpuno razgrađivanje nukleinskih kiselina. Opet se dijele na ribonukleaze i deoksiribonukleze. Obje skupine enzima hidrolizno dijele fosfodiesterske veze u molekuli nukleinske kiseline i tvore pojedinačne nukleotide.

Bolesti i bolesti

Budući da se reakcije hidrolize u ljudskom tijelu neprestano odvijaju, u tom su kontekstu moguće i razne bolesti. Digestion i mnoge posredne reakcije u metabolizmu su reakcije hidrolize. Za svaki korak reakcije postoje posebni enzimi. Međutim, enzimi su proteini koji se također mogu ograničiti u svojoj funkciji genetskim promjenama. Neuspjeh ili nedostatak svakog pojedinog enzima može imati smrtne posljedice za zdravlje.

Enzimi ponekad moraju biti prisutni u velikim količinama, tako da je za njihovo lučenje potreban čitav organ. To se, između ostalog, odnosi na probavne enzime u gušterači. Pankreas ili gušterača uglavnom proizvode lipaze i peptidaze. Ona je uglavnom odgovorna za probavu hrane koja izlazi iz želuca. Masti i proteini razgrađuju se na pojedine komponente. Tijelo apsorbira aminokiseline, masne kiseline, glicerin i glukozu koje nastaju kroz tanko crijevo. Kod bolesti gušterače javljaju se masivni probavni problemi s proljevom, nadimanjem i jakim bolovima u trbuhu. Manjak razgradnje masti može dovesti do masnih stolica.

U akutnom obliku upale gušterače (pankreatitis), gušterača se može i probaviti sa smrtnim ishodom. Slobodni protok probavnih sokova u tankom crijevu može biti poremećen različitim uzrocima. Nakupljaju se u gušterači i potpuno se rastvaraju. Čak i kod kroničnih oblika pankreatitisa postoji stalna djelomična razlučivost.

Mitohondriopatije su još jedan primjer bolesti s obzirom na hidrolizne procese. Zbog poremećaja u sintezi ATP-a, reakcije opskrbe energijom iz ATP-a u ADP mogu se odvijati samo u ograničenom obimu. Bolesti mitohondrija izražavaju se i.a. kod kroničnog umora i slabosti.