På hydrolas är en grupp enzymer som hydrolytiskt bryter ned substrat. Vissa hydrolaser bidrar till den mänskliga kroppens normala funktion, till exempel det stärkelseklyvande amylaset. Andra hydrolaser är involverade i utvecklingen av sjukdomar och, som ureas, produceras i bakterier.
Vad är hydrolas?
Hydrolaser är enzymer som använder vatten för att bryta ner underlag. Substratet dockar till det aktiva mitten av ett enzym, där interaktioner mellan de två enheterna gör att substratet bryts ned i två delar. Samtidigt är en vattenmolekyl (H2O) uppdelad i en enda väteatom (H) och en OH-grupp. En del av substratet fästs vid den enda väteatomen, medan OH-gruppen fäster sig vid den andra delen av substratet. Hydrolasprodukten består följaktligen av två nya föreningar.
Hydrolaser fungerar med olika underlag; dessa inkluderar estrar, eterpeptider, glykosider, syrahydrider och C-C-bindningar. Den hydrolytiska klyvningen med hydrolaser är reversibel, dvs reversibel. I EG-klassificeringen representerar de grupp 3, som består av flera undergrupper. Undergrupperna inkluderar till exempel lipas, som bryter ner fett, och laktas, som bryter ned mjölksocker (laktos). Brist på laktas leder till intolerans mot mjölksocker, vilket kan återspeglas i gastrointestinala klagomål när man konsumerar mjölk.
Funktion, effekt och uppgifter
Hydrolaser är många i människokroppen. Amylas är också en av hydrolaserna. Amylas finns i saliv och ansvarar för nedbrytning av stärkelse och andra polysackarider. Polysackarider är flera sockerarter som består av kolhydratkedjor.
Amylas delar hydrolytiskt dessa kedjor och delar dem upp i mindre enheter. Detta skapar den söta smaken som människor kan smaka när de tuggar bröd och andra stärkelsemat. Bearbetningen av polysackarider med amylas är det första steget i biokemisk matsmältning - efter att tänderna mekaniskt har krossat maten medan de tuggar.
Kynureninas förekommer i alla vävnadstyper och delar upp alanin. Både syntesen av nikotinsyra och nedbrytningen av tryptofan kräver detta steg. Tryptofan är en essentiell aminosyra som är involverad i syntesen av serotonin. Serotonin är en viktig neurotransmitter (messenger substans). Nedbrytningen av tryptofan är också ett mellansteg i syntesen av andra ämnen, till exempel nikotinamidadenindinukleotid (NAD).
NAD är ett koenzym som deltar i många biologiska funktioner. Till exempel stöder det arbetet med dehydrogenaser och är en del av andningskedjan. Kynureninase bidrar inte bara till nedbrytningen av tryptofan utan också till syntesen av nikotinsyra. Nikotinsyra eller niacin är ett vitamin som ingår i B-komplexet.
Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden
Den mänskliga kroppen bildar hydrolaser där de används. Exempelvis produceras amylaset i saliv i spottkörtlarna, medan bukspottkörteln producerar ambraset i bukspottkörteln. Som alla enzymer kan hydrolaser bara fungera under vissa förhållanden. Framför allt är miljöns pH och temperaturen av stor betydelse för dem.
Exempelvis kan amylas endast existera vid pH 3,5-9. Om miljön avviker från detta område denatureras enzymet. Magsyran har ett pH-värde på 1–1,5 på tom mage och är därför för surt för amylas. Magsyran denaturerar proteinstrukturen genom att bryta molekylära bindningar. Enzymet förlorar sin form och blir inaktivt. Det är därför bukspottkörteln också måste syntetisera amylas och tillsätta den till massan i ett senare stadium av matsmältningen.
Den optimala temperaturen för amylas är 45 ° C; Vid denna temperatur fungerar amylaset snabbast, dvs det omvandlar den största mängden substrat. Amylas kan också fungera utanför detta optimala - men ämnesomsättningen är något lägre. För höga temperaturer denaturerar också enzymet och antingen gör det oanvändbart eller bryter ned proteinet i dess enskilda aminosyror.
Sjukdomar och störningar
Vissa hydrolaser kan hjälpa till att diagnostisera sjukdomar. Till exempel kan läkare använda amylasnivåer i äggstockarna och lungorna för att diagnostisera vissa former av cancer. Amalyskoncentrationen märks i cancer i dessa organ och kan därför ge en indikation på närvaro eller spridning av neoplasmer.
En mutation i KYNU-genen leder till brist på kynureninas. Enzymet är involverat i olika biokemiska processer. Om det finns för lite kynureninas i kroppen kan cellerna inte syntetisera vitamin B3 (även kallad nikotinsyra eller niacin) som vanligt och hypovitaminos uppstår. Tecken på brist i B3 inkluderar dermatit och inflammation i mun, mage och tarmslemhinnor. Dessutom kan diarré, depression, aptitlöshet, koncentrationssvårigheter, sömnstörningar och irritabilitet uppstå. Bristen kan också utlösa pellagra sjukdomen.
Det är inte bara den mänskliga organismen som bildar hydrolaser. Patogener som bakterier kan också producera enzymer från denna grupp. Ett enzym som till och med kan skada människor kallas ureas, och det bryter upp urea till ammoniak och koldioxid. Ammoniak hjälper bakterierna att tåla magsyra. Som ett resultat kan de smitta matsmältningssystemet och orsaka ett antal plågor. Helicobacter pylori-bakterien tillhör denna grupp patogener. Helicobacter pylori utlöser gastrit typ B, kan vara ansvarig för magsår och duodenalsår och, vid kronisk infektion, orsaka magkarcinom.
