الانزيمات المائية المميزة ، التصنيف والوظائف

ال إنزيمات التحلل المائي أو hydrolases ، هي جزيئات تحفز تفاعلات التحلل المائي (هيدرو = ماء ؛ تحلل = تمزق) ، أي أنها تحفز التفاعل الكيميائي بين جزيء الماء وجزيء آخر أو جزيئات أخرى.

الهيدرولات ، مثل معظم الإنزيمات ، غنية بالبروتين ، مما يعني أنها تتألف من واحد أو أكثر من سلاسل polypeptide أو الأحماض الأمينية.

توجد الإنزيمات في جميع التفاعلات الكيميائية الحيوية تقريبًا للكائنات الحية. إنها مسؤولة عن تسريع هذه التفاعلات عن طريق تقليل مستوى الطاقة في التفاعل نفسه.

على سبيل المثال ، معظم الإنزيمات الهاضمة هيدروليتية. هذه هي المسؤولة عن تسريع تحلل جزيئات معقدة من بلعة الطعام.

يؤدي التحلل إلى أشكال أكثر بساطة تمتصها الكائنات الحية بسهولة. لا تؤدي الإنزيمات وظائف حيوية في الكائنات الحية فحسب ، بل لها أيضًا أهمية طبية واقتصادية.

مؤشر

• 1 الخصائص
• 2 التصنيف
• 3 وظائف في جسم الإنسان
  • 3.1 الكولينستراز
  • 3.2 الانزيمات الهاضمة
• 4 الاستخدامات
  • 4.1 -Industrial
• 5 المراجع

ملامح

الإنزيمات ، بشكل عام ، هي جزيئات بروتينية كبيرة لها نشاط منظم. كل لها شكل معين 3D. انهم يعملون في تركيزات منخفضة.

لا يتم تعديلها أثناء التفاعل ، لذلك يمكن استعادتها دون حدوث تغييرات في تركيبها الجزيئي أو البروتيني. يمكنهم معالجة ركائز بسرعة متغيرة يمكن أن تنطوي على الآلاف من الجزيئات في الدقيقة.

فهي محددة ويمكن أن يتم تغيير طبيعة و / أو تتأثر بالتغيرات في درجة الحرارة ، درجة الحموضة ، تركيزات الركيزة ، من بين أمور أخرى..

من ناحية أخرى ، فإن الإنزيمات المائية هي أكبر مجموعة من الإنزيمات المعروفة. هناك أكثر من 200 هيدرولاز يحفز التفاعلات التي تكسر الروابط الكربون - الأكسجين ، الفحم - النيتروجين ، الفحم - الكربون ، الفسفور - الأكسجين (أنهيدريد الفوسفوريك) ، بما في ذلك روابط الفسفور - النيتروجين.

الخصائص المهمة الأخرى للانزيمات المائي هي خصوصية الركيزة العريضة وهي انتقائية مجسمة.

تصنيف

يعتمد تصنيف الإنزيمات المائيّة بشكل أساسي على طبيعة الرابطة المهدرجة ، وعلى الركيزة. المصطلحات التصنيفية تسمي hydrolases أو أنزيمات hydrolytic لهذا النوع من الإنزيمات.

من ناحية أخرى ، تتوافق الأسماء الشائعة للإنزيمات مع اللاحقة -مقبض, على سبيل المثال الكولينستراز ، الاستريز والبروتياز.

أخيرًا ، وفقًا للاتحاد الدولي للكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية ، يتم تصنيف الإنزيمات حسب أرقام تسمى EC (لجنة الإنزيمات).

تنتمي hydrolases إلى المجموعة 3 (EC3). هذه بدورها تنقسم حسب نوع الوصلة التي تتحلل بها. على سبيل المثال ، إذا كان الإنزيمات يتحلل خطيًا أميد ، فسيكون عددهم هو EC3.5.1 ، وإذا قاموا بتحلل سيرين بروتياز فإن عددهم هو EC3.4.16.21.

وظائف في جسم الإنسان

الكولين

الكولينستراز هو أحد أهم الإنزيمات المعروفة بالتحلل المائي. يتحلل أستيل الكولين ويحوله إلى الكولين وحمض الخليك.

يعمل هذا التفاعل المحدد بعد انتقال النبض العصبي ، مما يوقف عمل جزيئات الناقل العصبي (أستيل كولين).

الانزيمات الهاضمة

واحدة من أكثر التفاعلات الأنزيمية التي تمت دراستها هي تدهور الطعام في الكائنات الحية. من المعروف أن إنزيمات الليباز خلال عملية الهضم مسؤولة عن تحلل الدهون ، وتتسبب البروتياز في انهيار البروتينات للحصول على الأحماض الأمينية..

إن الإنزيمات المائية هي المسؤولة عن تكسير أو تقسيم الجزيئات الكبيرة وتحويلها إلى أشكال أبسط. سيتم استخدام هذه الجزيئات التي تم الحصول عليها في التخليق أو إفراز النفايات أو كمصدر للكربون للحصول على الطاقة.

من السمات البارزة للأنزيمات الهضمية الهضمية أنها خارج الخلية وأنها تختلط مع الطعام أثناء مرورها في الجهاز الهضمي..

يتم إنتاج هذه الإنزيمات بواسطة خلايا تبطن المعدة والأمعاء وأعضاء أخرى مثل البنكرياس.

الهضم الخلوي

الليزوزومات هي أهم أبطال هضم الخلايا. يوجد أكثر من 50 إنزيمًا مائيًا محددًا داخل هذه الهياكل الخلوية.

هذه الإنزيمات تفي بوظيفة هضم مركب المادة العضوية وتحويله إلى جزيئات أبسط ، على سبيل المثال: السكريات الأحادية أو الأحماض الأمينية.

تطبيقات

-صناعي

الأدوية

أدى التقدم التكنولوجي والعلمي في السنوات العشرين الماضية إلى اكتشافات مهمة في المجال الجزيئي لآليات تشغيل المركبات.

من الأنواع الستة للإنزيمات المعروفة ، تعد التحليلات المائية هي الأكثر استخدامًا (60٪) في عمليات التحفيز الحيوي للصناعة الدوائية.

إن الليباز عبارة عن إنزيمات مائية تحوّل ثلاثي الجلسرين إلى جلسرين وأحماض دهنية خالية. تعمل هذه الإنزيمات ، في صناعة المستحضرات الصيدلانية ، على تطوير بروفات (أدوية مضادة للالتهابات) تعمل ضد أمراض الروماتويد والتهاب المفاصل وآلام أسفل الظهر ، إلخ..

يتم استخدام الليبازات الأخرى لتطوير مركبات مثل synthon ciral (مضاد للفطريات) و lotrafiban وهو دواء يستخدم لمنع أحداث التخثر.

طعام

حاليا ، hydrolases هي إنزيمات أساسية في إنتاج المنتجات الغذائية المختلفة ، ويرجع ذلك إلى التطبيقات المتعددة لديهم في جميع العمليات الصناعية تقريبا من اليوم..

مجال الاهتمام المتعلق باستخدام إنزيمات التحلل المائي هو تخليق أو إنتاج الكتلة الحيوية اللجينية. هذه الكتلة الحيوية لديها إمكانات كبيرة في الصناعة للحصول على الوقود الحيوي.

من ناحية أخرى ، فإن البروتياز والإنزيمات التي تحفز التحلل المائي لمركبات الببتيد ، لها تطبيقات عالية في صناعة المواد الغذائية ، وخاصة في تحضير هيدرات بروتين الصويا..

كما أنها تعمل على تحسين جودة الخبز ، في المحليات ، في الحد من النكهات المريرة من الأطعمة المختلفة ، حتى كمتقدمين للحوم.

وتوظف صناعة الزراعية pectinases. هذه هي مجموعة من الإنزيمات القادرة على كسر البوليمرات الحمضية ومحايدة تشعبت للغاية (pectinos جماعات) وجدت في جدار الخلية من النباتات. 

أكثر أنواع البكتينيز المستخدمة على المستوى الزراعي الصناعي تأتي من الكائنات الحية الدقيقة التي تسمى الرشاشيات النيجر وتستخدم للتخمر في الثقافات المغمورة وتخمير ركائز صلبة.

كما تستخدم البكتيناز في إنتاج العصائر أو عصائر الفاكهة وتخدم في تقليل التعكر أو التوضيح ، مما يحسن من جودة هذه الأطعمة. كما أنها تستخدم لإنتاج المربى ولب الفاكهة.

المنظفات

منذ بداية القرن الماضي ، من المعروف أن الجهاز الهضمي يحمي الملابس النظيفة. بحلول نهاية القرن الماضي ، كانت معظم المنظفات تحتوي على إنزيمات هضمية مثل الأميليز والليباز.

من المعروف أن استخدام هذه الأنزيمات في صناعة المنظفات يجعل عملية الغسيل أكثر كفاءة. إنها تقلل من تكلفة الماء ، قابلة للتحلل الحيوي وتضمن نظافة كاملة.

العصية الحزازية  و الرشاشيات فلافس أنها تنتج البروتياز المستخدمة لإنتاج المنظفات. المنتج الذي تم الحصول عليه يخدم لإزالة البقع ذات الأصل البروتيني مثل الدم على سبيل المثال.

الفطريات تنتج السيلوليز. تعمل السيلولوز كمنظف لإزالة بقع التربة أو الحطام النباتي. تستخدم الإنزيمات الأخرى مثل الليباز لإزالة البقع الدهنية مثل الدهون أو دهانات الشفاه. الفطر الرشاشيات oryzae يتم استخدامه صناعيا لإنتاج هذه الإنزيمات.

مراجع

1. الانزيم. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org.
2. انزيم ، الكيمياء الحيوية. تعافى من britannica.com.
3. مقدمة في الإنزيم من الدرجة 3: هيدروليات. تم الاسترجاع من chem.uwec.edu.
4. Hydrolase.Recuperated من chemistryexplained.com.
5. تي. ماكي وجيه آر مكي (2003). الكيمياء الحيوية ، الطبعة الثالثة. بوسطن: ماكجرو هيل.
6. الانزيمات الهاضمة تعافى من sciencelearn.org.nz
7. م. هيرنايس. تطبيق الحفز الحيوي للحصول على الأدوية والمنتجات ذات القيمة المضافة العالية. الفصل السادس تعافى من analesranf.com.
8. الانزيمات في الصابون للملابس. تعافى من argenbio.org