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.
