Гідролази: Каталізатори гідролізу
Що таке гідролази?
Гідролази належать до класу ферментів, позначених як КФ 3 відповідно до Міжнародної комісії з ферментів (EC). Вони відіграють ключову роль у безлічі біохімічних процесів, каталізуючи реакції гідролізу.
Реакція гідролізу
Реакція гідролізу передбачає розщеплення ковалентного зв'язку молекули води. Цей процес призводить до її поділу на гідроксильну групу (-OH) та іон водню (H+). Гідролази каталізують гідроліз різних субстратів, включаючи білки, жири, вуглеводи та нуклеїнові кислоти.
Класифікація гідролаз
Гідролази класифікують за типом субстрату, на який вони діють:
- Екзогідролази гідролізують зв'язки на кінцях полімерних ланцюгів, вивільняючи по одному мономеру за раз.
- Ендогідролази розщеплюють внутрішні зв'язки в полімерних ланцюгах, утворюючи менші фрагменти.
- Каталізатори води гідролізують зв'язки з використанням води як нуклеофіла.
- Каталази розщеплюють перекис водню на воду та кисень.
- Фосфатази відщеплюють фосфатні групи від субстратів.
- Естерази гідролізують естери.
- Ліази каталізують розщеплення зв'язків без додавання води.
- Трансферази переносять функціональні групи між субстратами.
- Ізомерази каталізують перетворення однієї форми молекули в іншу.
Механізм дії гідролаз
Механізм дії гідролаз зазвичай передбачає наступні кроки:
- Зв'язування субстрату: Фермент зв'язується зі своїм субстратом через активний центр.
- Активація води: Речовина глутамова кислота або аспарагінова кислота в активному центрі активує молекулу води для нуклеофільної атаки.
- Нуклеофільна атака: Активована молекула води атакує ковалентний зв'язок, розщеплюючи його.
- Розщеплення субстрату: Субстрат розщеплюється, утворюючи два продукти реакції.
- Вивільнення продукту: Продукти вивільняються з активного центру.
Біологічна роль гідролаз
Гідролази відіграють вирішальну роль у різних біологічних процесах:
- Травлення: Гідролітичні ферменти в травному тракті розщеплюють їжу на дрібніші молекули, які можуть засвоюватися.
- Метаболізм: Гідролази каталізують процеси розщеплення різних біомолекул для отримання енергії або синтезу нових сполук.
- Регулювання сигнальних шляхів: Гідролітичні ферменти можуть розщеплювати позаклітинні ліганди або рецептори, модулюючи сигнальні шляхи.
- Імунна відповідь: Гідролази беруть участь в імунній відповіді, розщеплюючи патогени або їх компоненти.
Гідролази є важливим класом ферментів, які каталізують реакції гідролізу, розщеплюючи ковалентні зв'язки за допомогою молекул води. Вони відіграють ключову роль у багатьох біологічних процесах, включаючи травлення, метаболізм, регулювання сигнальних шляхів та імунну відповідь.
Питання, що часто задаються
- Що таке гідролази?
- Який механізм дії гідролаз?
- Як класифікуються гідролази?
- Назвіть деякі біологічні ролі гідролаз?
- Яке значення гідролаз у людському організмі?