เอนไซม์ไฮโดรไลติกลักษณะการจำแนกและฟังก์ชั่น

เอนไซม์ไฮโดรไลติก หรือไฮโดรเลสเป็นโมเลกุลที่เร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส (ไฮโดร = น้ำ; lysis = แตก) นั่นคือเร่งปฏิกิริยาเคมีระหว่างโมเลกุลน้ำหนึ่งและโมเลกุลอื่นหรือโมเลกุลอื่น ๆ.

ไฮโดรเลสเช่นเดียวกับเอนไซม์ส่วนใหญ่นั้นอุดมไปด้วยโปรตีนซึ่งหมายความว่าพวกมันประกอบด้วยโพลีเปปไทด์โซ่หรือกรดอะมิโนตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไป.

เอนไซม์มีอยู่ในปฏิกิริยาชีวเคมีเกือบทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต พวกเขามีหน้าที่เร่งปฏิกิริยาเหล่านี้โดยลดระดับพลังงานของปฏิกิริยาเอง.

ตัวอย่างเช่นเอนไซม์ย่อยอาหารส่วนใหญ่เป็นไฮโดรไลติก สิ่งเหล่านี้มีหน้าที่เร่งการสลายตัวของโมเลกุลที่ซับซ้อนของยาลูกกลอนอาหาร.

การสลายตัวส่งผลให้เกิดรูปแบบที่เรียบง่ายซึ่งดูดซึมได้ง่ายจากสิ่งมีชีวิต เอนไซม์ไม่เพียง แต่ทำหน้าที่สำคัญในสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญทางการแพทย์และเศรษฐกิจด้วย.

ดัชนี

• 1 ลักษณะ
• 2 การจำแนกประเภท
• 3 ฟังก์ชั่นในร่างกายมนุษย์
  • 3.1 Cholinesterase
  • 3.2 เอนไซม์ย่อยอาหาร
• 4 ใช้
  • 4.1 -Industrial
• 5 อ้างอิง

คุณสมบัติ

โดยทั่วไปเอนไซม์เป็นโมเลกุลโปรตีนขนาดใหญ่ที่มีกิจกรรมควบคุม ทุกคนมีรูปร่างสามมิติที่เฉพาะเจาะจง พวกมันทำงานที่ความเข้มข้นต่ำ.

พวกมันจะไม่ถูกแก้ไขในระหว่างการทำปฏิกิริยาดังนั้นพวกมันจึงสามารถกู้คืนได้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างโมเลกุลหรือโปรตีน พวกเขาสามารถประมวลผลพื้นผิวด้วยความเร็วตัวแปรที่สามารถเกี่ยวข้องกับโมเลกุลหลายพันต่อนาที.

มีความเฉพาะเจาะจงและสามารถถูกทำลายและ / หรือได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ, pH, ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและอื่น ๆ.

ในทางกลับกันเอนไซม์ไฮโดรไลติกเป็นเอนไซม์ที่รู้จักกันมากที่สุด มีไฮโดรเลสมากกว่า 200 ปฏิกิริยาที่กระตุ้นปฏิกิริยาที่ทำลายพันธะคาร์บอน - ออกซิเจน, ถ่านหิน - ไนโตรเจน, ถ่านหิน - คาร์บอน, ฟอสฟอรัส - ออกซิเจน (Phosphoric anhydride) รวมถึงฟอสฟอรัส - พันธะไนโตรเจน.

คุณสมบัติที่สำคัญอื่น ๆ ของเอนไซม์ไฮโดรไลติกคือความจำเพาะของสารตั้งต้นในวงกว้างและเป็นแบบสเตอริโอ.

การจัดหมวดหมู่

การจำแนกประเภทของเอนไซม์ไฮโดรไลติกส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับลักษณะของพันธะไฮโดรไลซ์และบนพื้นผิว คำศัพท์ทางอนุกรมวิธานหมายถึงไฮโดรเลสหรือเอนไซม์ไฮโดรไลติกกับเอนไซม์ประเภทนี้.

ในทางกลับกันชื่อสามัญของเอนไซม์จะสอดคล้องกับคำต่อท้าย -จัดการ, ตัวอย่างเช่น cholinesterase, esterases และ proteases.

ในที่สุดตามสหภาพนานาชาติของชีวเคมีและชีววิทยาโมเลกุลเอนไซม์จำแนกตามตัวเลขที่เรียกว่า EC (คณะกรรมการเอนไซม์).

ไฮโดรเลสอยู่ในกลุ่ม 3 (EC3) สิ่งเหล่านี้จะถูกแบ่งย่อยตามประเภทของการเชื่อมโยงที่พวกมันไฮโดรไลซ์ ตัวอย่างเช่นถ้าเอนไซม์ไฮโดรไลซ์เป็นเส้นตรงหมายเลขของพวกเขาคือ EC3.5.1 และถ้าพวกเขาไฮโดรไลซ์ซีรีนโปรตีเอสจำนวนของพวกเขาคือ EC3.4.16.21.

ฟังก์ชั่นในร่างกายมนุษย์

แท้จริงของเอนไซม์ cholinesterase

Cholinesterase เป็นหนึ่งในเอนไซม์ไฮโดรไลติกที่รู้จักกันดีที่สุด ไฮโดรไลซ์ acetylcholine และแปลงเป็นโคลีนและกรดอะซิติก.

ปฏิกิริยาเฉพาะนี้ทำหน้าที่หลังจากการส่งผ่านของแรงกระตุ้นประสาท, หยุดการกระทำของสารสื่อประสาทโมเลกุล (acetylcholine).

เอนไซม์ย่อยอาหาร

ปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่ศึกษามากที่สุดอย่างหนึ่งคือการย่อยสลายอาหารในสิ่งมีชีวิต เป็นที่ทราบกันว่าในระหว่างการย่อยเอนไซม์ไลเปสมีหน้าที่ในการย่อยสลายไขมันและโปรติเอสทำให้เกิดการสลายของโปรตีนเพื่อให้ได้กรดอะมิโน.

เอนไซม์ไฮโดรไลติกมีหน้าที่ทำลายหรือแบ่งโมเลกุลขนาดใหญ่และแปลงให้เป็นรูปแบบที่ง่ายกว่า โมเลกุลที่ได้รับเหล่านี้จะถูกใช้ในการสังเคราะห์การขับถ่ายของเสียหรือเป็นแหล่งคาร์บอนสำหรับการรับพลังงาน.

คุณสมบัติเด่นของเอนไซม์ไฮโดรไลติกที่ย่อยได้คือพวกมันเป็น extracellular และพวกมันผสมกับอาหารเมื่อพวกมันผ่านทางเดินอาหาร.

เอ็นไซม์เหล่านี้ผลิตโดยเซลล์ที่ทำหน้าที่ซับในกระเพาะอาหารลำไส้และอวัยวะอื่น ๆ เช่นตับอ่อน.

การย่อยอาหารของเซลล์

ไลโซโซมเป็นตัวชูโรงหลักของการย่อยเซลล์ มีเอนไซม์ไฮโดรไลติกเฉพาะมากกว่า 50 ชนิดที่อยู่ภายในโครงสร้างเซลล์เหล่านี้.

เอนไซม์เหล่านี้เติมเต็มการทำงานของการย่อยสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนแปลงเป็นโมเลกุลที่ง่ายขึ้นเช่น monosaccharides หรือกรดอะมิโน.

การใช้งาน

-ด้านอุตสาหกรรม

ยา

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาได้นำไปสู่การค้นพบที่สำคัญในด้านโมเลกุลของกลไกการทำงานของสารประกอบ.

ในบรรดาเอนไซม์ที่รู้จักกันหกชนิดนั้นไฮโดรไลติกนั้นใช้มากที่สุด (60%) ในกระบวนการทางชีวภาพของอุตสาหกรรมยา.

ไลเปสเป็นเอนไซม์ไฮโดรไลติกที่เปลี่ยน triacylglycerol เป็นกลีเซอรอลและกรดไขมันอิสระ เอนไซม์เหล่านี้ให้บริการในอุตสาหกรรมยาเพื่อพัฒนา profens (ยาต้านการอักเสบ) ที่ทำหน้าที่ต่อต้านโรคไขข้ออักเสบ, โรคไขข้อ, อาการปวดเอวเป็นต้น.

ไลเปสอื่น ๆ ถูกนำมาใช้เพื่อพัฒนาสารประกอบเช่น chiral synthon (เป็นเชื้อรา) และ lotrafiban ซึ่งเป็นยาที่ใช้ในการป้องกันเหตุการณ์ลิ่มเลือดอุดตัน.

อาหาร

ปัจจุบันไฮโดรเลสเป็นเอนไซม์ที่จำเป็นในการผลิตผลิตภัณฑ์อาหารต่าง ๆ เนื่องจากมีการใช้งานที่หลากหลายในทุกกระบวนการอุตสาหกรรมในปัจจุบัน.

พื้นที่ที่น่าสนใจที่เกี่ยวข้องกับการใช้เอนไซม์ไฮโดรไลติกคือการสังเคราะห์หรือการผลิตชีวมวล lignocellulosic สารชีวมวลนี้มีศักยภาพสูงในอุตสาหกรรมในการรับเชื้อเพลิงชีวภาพ.

ในทางตรงกันข้ามโปรตีเอสเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของสารประกอบเปปไทด์มีการใช้งานสูงในอุตสาหกรรมอาหารโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเตรียมโปรตีนถั่วเหลืองไฮโดรไลเซท.

พวกเขายังทำหน้าที่ในการปรับปรุงคุณภาพของขนมปังในสารให้ความหวานในการลดรสชาติขมของอาหารที่แตกต่างกันแม้ในขณะที่เนื้อนุ่ม.

อุตสาหกรรมการเกษตรใช้เพคติเนส เหล่านี้เป็นกลุ่มของเอนไซม์ที่มีความสามารถในการสลายพอลิเมอร์ที่เป็นกลางและเป็นกรด (กลุ่มเพกติน) ที่พบในผนังเซลล์ของพืช. 

เพคติเนสที่ใช้กันมากที่สุดในระดับอุตสาหกรรมเกษตรมาจากจุลินทรีย์ที่เรียกว่า Aspergillus ไนเจอร์ และใช้สำหรับการหมักในวัฒนธรรมที่จมอยู่ใต้น้ำและการหมักสารตั้งต้นที่เป็นของแข็ง.

เพคติเนสยังใช้ในการผลิตน้ำผลไม้หรือน้ำผลไม้และให้บริการเพื่อลดความขุ่นหรือชี้แจงปรับปรุงคุณภาพของเหล่านี้ พวกเขายังใช้พวกเขาสำหรับการผลิตแยมและเยื่อกระดาษผลไม้.

ผงซักฟอก

ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ผ่านมาเป็นที่รู้จักกันว่าโปรตีเอสย่อยอาหารทำความสะอาดเสื้อผ้า ในปลายศตวรรษที่ผ่านมาผงซักฟอกส่วนใหญ่มีเอนไซม์ย่อยอาหารเช่นอะไมเลสและไลเปส.

เป็นที่ทราบกันดีว่าการใช้เอนไซม์เหล่านี้ในอุตสาหกรรมผงซักฟอกทำให้กระบวนการล้างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ลดค่าใช้จ่ายของน้ำสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพและให้ความสะอาดทั้งหมด.

Bacillus licheniformis  และ Aspergillus flavus พวกเขาผลิตโปรตีเอสที่ใช้สำหรับการผลิตผงซักฟอก ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับทำหน้าที่กำจัดจุดกำเนิดโปรตีนเช่นเลือด.

เชื้อราผลิตเซลลูโลส เซลลูโลสทำหน้าที่เป็นผงซักฟอกเพื่อขจัดคราบดินหรือเศษซากพืช เอ็นไซม์อื่น ๆ เช่นไลเปสใช้ในการขจัดคราบมันเช่นไขมันหรือสีทาริมฝีปาก เชื้อรา Aspergillus oryzae มันถูกใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อผลิตเอนไซม์เหล่านี้.

การอ้างอิง

1. เอนไซม์ สืบค้นจาก en.wikipedia.org.
2. เอนไซม์ชีวเคมี กู้คืนจาก britannica.com.
3. ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเอนไซม์ระดับ 3: ไฮโดรเลส สืบค้นจาก chem.uwec.edu.
4. Hydrolase.Recuperated จาก chemistryexplained.com.
5. T. McKee & J.R. McKee (2003) ชีวเคมีรุ่นที่ 3 บอสตัน: McGraw-Hill.
6. เอนไซม์ย่อยอาหาร กู้คืนจาก sciencelearn.org.nz
7. M. Hernaís Biocatalysis นำไปใช้กับการได้รับยาและผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่มสูง บทที่ 6 กู้คืนจาก analesranf.com.
8. เอนไซม์ในสบู่สำหรับเสื้อผ้า กู้คืนจาก argenbio.org