hidrolizė

hidrolizė reiškia cheminio junginio suskaidymą į mažesnes molekules, absorbuojant vandenį. Hidrolizės vaidina svarbų vaidmenį neorganinėje srityje, taip pat biologijoje. Gyvuose organizmuose hidrolizė skaidoma fermentams veikiant.

Kas yra hidrolizė?

Hidrolizės metu, absorbuojant vandenį, cheminiai junginiai yra suskaidomi į mažesnes molekules. Tai taikoma tiek neorganinėms, tiek biologinėms sritims. Viena molekulės dalis jungiasi prie hidroksilo grupės (OH grupės), o kita molekulės dalis jungiasi prie vandenilio jonų (H +). Norint gauti neutralias molekules, hidroksilo grupės elektronai oficialiai migruoja į protoną.

Šios reakcijos paprastai nevyksta vienu žingsniu. Atliekant paprastas reakcijas, reikia atlikti tik keletą žingsnių, o atliekant sudėtingas konversijas, visada naudojamas katalizatorius, kuris po visų reakcijos etapų nepakinta.

Biologijoje hidrolizė dažnai yra labai polimerinių ar sudėtinių junginių suskaidymas. Trys svarbiausios maistinės medžiagos - angliavandeniai (polisacharidai), riebalai ar baltymai - suskaidomi hidroliziškai.

Gyvose sistemose reakcijos visada vyksta dalyvaujant fermentams. Fermentai yra katalizatoriai, kurie po hidrolizinio skaidymo vėl nepakitę ir yra naudojami kitai reakcijai.

Atvirkštinė hidrolizės išeina iš vandens ir yra vadinama kondensacija.

Funkcija ir užduotis

Hidrolizė yra viena pagrindinių biologinių sistemų reakcijų. Jie užtikrina, kad stambios biomolekulės būtų nuolat paverčiamos monomerais, kad jas būtų galima panaudoti organizmo medžiagoms kaupti arba jų skaidymui aprūpinti kūną energija. Todėl hidrolizės vaidina pagrindinį vaidmenį organizme.

Po valgio svarbios maistinės medžiagos angliavandeniai, riebalai ir baltymai hidrolizės būdu suskaidomi į atskirus komponentus. Pvz., Angliavandenių atveju, polisacharidai suskaidomi į gliukozės monomerus, kai absorbuojamas vanduo. Riebalai yra glicerinas, esterintas riebalų rūgštimis, hidrolitinis skaidymas sukuria atskiras riebalų rūgštis ir gliceriną. Baltymai yra peptidinių aminorūgščių grandinės, kurios virškinimo metu hidroliziškai suskaidomos į atskiras amino rūgštis. Fermentai dalyvauja visose hidrolizinėse organizmo reakcijose. Fermentai yra baltymai, kurie kataliziškai palaiko reakcijas. Po hidrolizės fermentai nesikeičia.

Hidrolizė vyksta ne tik virškinant maistą. Kaip bendro metabolizmo dalis, organizme vyksta nuolatinė hidrolizė ir kondensacijos reakcijos. Fermentai, katalizuojantys hidrolizę, vadinami hidrolazėmis.Hidrolazes savo ruožtu galima padalyti į peptidazes, esterazes arba glikozidazes. Be kita ko, peptidazės skaido baltymus, sudarydamos atskiras amino rūgštis. Esterazės savo ruožtu gali skaidyti riebalus į riebalų rūgštis ir gliceriną. Tada tai yra lipazės. Glikozidazės skaido glikozidinius junginius. Tai yra arba polisacharidai, kuriuose kelios cukraus molekulės yra glikozidiškai sujungtos viena su kita, arba junginiai, turintys glikozidinį ryšį tarp cukraus komponento ir ne cukraus komponento. Štai kodėl amilazė, kuri krakmolą paverčia gliukoze, yra viena iš glikozidazių.

Kitos hidrolazės yra fosfatazės ir nukleazės. Fosfatazės hidroliziškai padalija fosfato grupes. Geras šios reakcijos pavyzdys yra ATP (adenozino trifosfato) pavertimas ADP (adenozino difosfatas). Apskritai hidrolizė visada vyksta išskiriant energiją. Tai ypač akivaizdu ATP reakcijoje į ADP. Kadangi ši konversija tiekia energiją, anksčiau kauptą ATP, kitoms biocheminėms reakcijoms, šilumos generavimui ar mechaniniams judesiams. Nukleazės yra atsakingos už visišką nukleorūgščių suskaidymą. Jie vėl skirstomi į ribonukleazes ir dezoksiribonukleazes. Abi fermentų grupės hidroliziškai skaido fosfodiesterinius ryšius nukleorūgšties molekulėje, sudarydamos atskirus nukleotidus.

Ligos ir negalavimai

Kadangi žmogaus kūne nuolat vyksta hidrolizės reakcijos, šiame kontekste taip pat galimos įvairios ligos. Virškinimas ir daugelis tarpinių medžiagų apykaitos reakcijų yra hidrolizės reakcijos.Kiekvienoje reakcijos stadijoje yra specialūs fermentai. Tačiau fermentai yra baltymai, kurių veiklą taip pat gali riboti genetiniai pokyčiai. Kiekvieno fermento nepakankamumas ar trūkumas gali turėti mirtinų padarinių sveikatai.

Fermentų kartais turi būti dideliais kiekiais, kad jų sekrecijai būtų reikalingas visas organas. Tai, be kita ko, taikoma virškinimo fermentams kasoje. Kasa ar kasa daugiausia gamina lipazes ir peptidazes. Tai didžiąja dalimi yra atsakinga už maisto, kuris išeina iš skrandžio, virškinimą. Riebalai ir baltymai yra suskaidomi į atskirus komponentus. Kūnas absorbuoja aminorūgštis, riebalų rūgštis, gliceriną ir gliukozę, kurios susidaro per plonąją žarną. Kasos ligos sukelia didelius virškinimo sutrikimus: viduriavimą, vidurių pūtimą ir stiprų pilvo skausmą. Dėl nepakankamo riebalų skaidymo gali atsirasti riebios išmatos.

Esant ūminei kasos uždegimo formai (pankreatitas), kasa gali virškinti net mirtiną rezultatą. Laisvą virškinimo sulčių tekėjimą į plonąją žarną gali sutrikdyti įvairios priežastys. Jie kaupiasi kasoje ir visiškai ištirpsta. Net sergant lėtinėmis pankreatito formomis, vyksta nuolatinis dalinis tirpimas.

Kitas ligos, susijusios su hidrolizės procesais, pavyzdys yra mitochondrijų liga. Dėl ATP sintezės sutrikimų energiją tiekiančios reakcijos iš ATP į ADP gali vykti tik ribotai. Mitochondriopatijos išreiškia i.a. esant lėtiniam nuovargiui ir silpnumui.