هيدرولاز

في هيدرولاز هي مجموعة من الإنزيمات التي تكسر الركائز هيدروليتيًا. تساهم بعض hydrolases في الأداء الطبيعي لجسم الإنسان ، على سبيل المثال الأميليز المقسم للنشا. وتشارك هيدرولازات أخرى في تطور الأمراض وتنتج في البكتيريا مثل اليورياز.

ما هو هيدرولاز؟

الهيدرولازات هي إنزيمات تستخدم الماء لتفكيك الركائز. ترسو الركيزة إلى المركز النشط للإنزيم ، حيث تتسبب التفاعلات بين الوحدتين في تقسيم الركيزة إلى جزأين. في الوقت نفسه ، ينقسم جزيء الماء (H2O) إلى ذرة هيدروجين واحدة (H) ومجموعة OH. يرتبط جزء واحد من الركيزة بذرة الهيدروجين المفردة ، بينما تعلق مجموعة OH نفسها بالجزء الآخر من الركيزة. وبناءً على ذلك ، يتكون منتج الهيدرولاز من مركبين جديدين.

تعمل Hydrolase مع ركائز مختلفة ؛ وتشمل هذه الإسترات ، وببتيدات الأثير ، والجليكوسيدات ، وهيدرات الحمض ، وروابط سي سي. الانقسام المائي بواسطة hydrolase قابل للعكس ، أي قابل للعكس. في تصنيف EC ، يمثلون المجموعة 3 ، التي تضم عدة مجموعات فرعية. تشمل المجموعات الفرعية ، على سبيل المثال ، الليباز ، الذي يكسر الدهون ، واللاكتاز ، الذي يكسر سكر الحليب (اللاكتوز). يؤدي نقص اللاكتيز إلى عدم تحمل سكر الحليب ، والذي يمكن أن ينعكس في شكاوى الجهاز الهضمي عند تناول الحليب.

الوظيفة والتأثير والمهام

هيدروليز عديدة في جسم الإنسان. الأميليز هو أيضًا أحد الإنزيمات المائية. تم العثور على الأميليز في اللعاب وهو المسؤول عن تكسير النشا والسكريات الأخرى. السكريات المتعددة هي سكريات متعددة تتكون من سلاسل من الكربوهيدرات.

يقسم الأميليز بشكل مائي هذه السلاسل ويقسمها إلى وحدات أصغر. هذا يخلق الطعم الحلو الذي يمكن أن يتذوقه الناس عند مضغ الخبز والأطعمة النشوية الأخرى. تعد معالجة السكريات بواسطة الأميليز هي المرحلة الأولى من عملية الهضم الكيميائي الحيوي - بعد أن تقوم الأسنان بسحق الطعام ميكانيكيًا أثناء المضغ.

يحدث إنزيم كينورينيناز في جميع أنواع الأنسجة ويقسم الألانين. يتطلب كل من تخليق حمض النيكوتينيك وتفكك التربتوفان هذه الخطوة. التربتوفان هو حمض أميني أساسي يشارك في تخليق السيروتونين. السيروتونين هو ناقل عصبي مهم (مادة رسول). يعد تفكك التربتوفان أيضًا خطوة وسيطة في تخليق المواد الأخرى ، على سبيل المثال نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NAD).

NAD هو أنزيم يشارك في العديد من الوظائف البيولوجية. على سبيل المثال ، فهو يدعم عمل نازعات الهيدروجين وهو جزء من سلسلة الجهاز التنفسي. لا يساهم Kynureninase في تحطيم التربتوفان فحسب ، بل يساهم أيضًا في تخليق حمض النيكوتينيك. حمض النيكوتينيك أو النياسين هو فيتامين جزء من مركب ب.

التعليم والوقوع والخصائص والقيم المثلى

يشكل جسم الإنسان الإنزيمات المائية حيث يتم استخدامها. على سبيل المثال ، يتم إنتاج الأميليز الموجود في اللعاب في الغدة اللعابية ، بينما ينتج البنكرياس الأميليز البنكرياس. مثل جميع الإنزيمات ، لا يمكن أن تعمل الإنزيمات المائية إلا في ظل ظروف معينة. قبل كل شيء ، فإن درجة الحموضة في البيئة ودرجة الحرارة لها أهمية كبيرة بالنسبة لهم.

على سبيل المثال ، يمكن أن يوجد الأميليز فقط عند درجة الحموضة 3.5-9. إذا انحرفت البيئة عن هذا النطاق ، فإن الإنزيم يفسد. يحتوي حمض المعدة على قيمة pH تتراوح من 1 إلى 1.5 على معدة فارغة ، وبالتالي فهو حمضي جدًا بالنسبة للأميلاز. يفسد حمض المعدة بنية البروتين عن طريق كسر الروابط الجزيئية. يفقد الإنزيم شكله ويصبح غير نشط. لهذا السبب يجب على البنكرياس أيضًا تصنيع الأميليز وإضافته إلى اللب في مرحلة لاحقة من الهضم.

درجة الحرارة المثلى للأميلاز هي 45 درجة مئوية ؛ عند درجة الحرارة هذه ، يعمل الأميليز بشكل أسرع ، أي أنه يحول أكبر كمية من الركيزة. يمكن أن يعمل الأميليز أيضًا خارج هذا المستوى الأمثل - لكن معدل الأيض أقل إلى حد ما. درجات الحرارة المرتفعة للغاية تفسد طبيعة الإنزيم وتجعله إما غير صالح للاستعمال أو تكسر البروتين إلى أحماضه الأمينية الفردية.

الأمراض والاضطرابات

يمكن لبعض hydrolases المساعدة في تشخيص الأمراض. على سبيل المثال ، يمكن للأطباء استخدام مستويات الأميليز في المبايض والرئتين لتشخيص أنواع معينة من السرطان. يُلاحظ تركيز التحلل في السرطان في هذه الأعضاء ، وبالتالي يمكن أن يوفر مؤشراً على وجود أو انتشار الأورام.

تؤدي الطفرة في جين KYNU إلى نقص في إنزيم كينورينيناز. يشارك الإنزيم في عمليات كيميائية حيوية مختلفة. إذا كان هناك القليل جدًا من إنزيم كينورينينيز في الجسم ، فلن تتمكن الخلايا من تصنيع فيتامين ب 3 (يُسمى أيضًا حمض النيكوتينيك أو النياسين) كالمعتاد ، ويحدث نقص فيتامين. تشمل علامات نقص فيتامين ب 3 التهاب الجلد والتهاب الفم والمعدة والغشاء المخاطي في الأمعاء. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يحدث الإسهال والاكتئاب وفقدان الشهية وصعوبة التركيز واضطرابات النوم والتهيج. يمكن أن يؤدي النقص أيضًا إلى الإصابة بمرض البلاجرا.

ليس الكائن البشري فقط هو الذي يشكل هيدروليسات. يمكن لمسببات الأمراض مثل البكتيريا أيضًا إنتاج إنزيمات من هذه المجموعة. يُطلق على الإنزيم الذي يمكن أن يؤذي الناس اسم اليورياز ، ويفتت اليوريا إلى أمونيا وثاني أكسيد الكربون. تساعد الأمونيا البكتيريا على تحمل حمض المعدة. نتيجة لذلك ، يمكن أن تصيب الجهاز الهضمي وتسبب مجموعة من الأمراض. تنتمي بكتيريا هيليكوباكتر بيلوري إلى هذه المجموعة من مسببات الأمراض. تسبب بكتيريا هيليكوباكتر بيلوري التهاب المعدة من النوع ب ، ويمكن أن تكون مسؤولة عن قرحة المعدة والاثني عشر ، وفي حالة العدوى المزمنة ، تسبب سرطان المعدة.