hydrolys

De hydrolys representerar en nedbrytning av en kemisk förening till mindre molekyler med absorption av vatten. Hydrolyser spelar en viktig roll i både oorganisk och biologisk. I levande organismer sker hydrolytisk klyvning under påverkan av enzymer.

Vad är hydrolys?

Under hydrolys delas kemiska föreningar upp i mindre molekyler när vatten absorberas. Detta gäller både oorganiska och biologiska områden. En del av molekylen ansluter till hydroxylgruppen (OH-gruppen) och en annan del av molekylen ansluter till vätejonet (H +). För att erhålla neutrala molekyler migrerar elektronen från hydroxylgruppen formellt till protonen.

Dessa reaktioner sker vanligtvis inte i ett steg. Med enkla reaktioner är det bara några få steg som behövs, medan vid komplicerade omvandlingar alltid en katalysator involveras, vilket förblir oförändrat efter fullbordandet av alla reaktionssteg.

I biologi är hydrolys ofta nedbrytningen av mycket polymera eller sammansatta föreningar. De tre viktigaste näringsämnena, kolhydrater (polysackarider), fetter eller proteiner, bryts ned hydrolytiskt.

I levande system sker reaktionerna alltid i närvaro av enzymer. Enzymerna är katalysatorer som återigen är oförändrade efter den hydrolytiska klyvningen och är tillgängliga för nästa reaktion.

Det omvända av hydrolys ger vatten och kallas kondensation.

Funktion & uppgift

Hydrolys är en av de grundläggande reaktionerna i biologiska system. De säkerställer att stora biomolekyler konstant omvandlas till monomerer, så att de antingen kan användas för att bygga upp kroppens egna ämnen eller, genom deras nedbrytning, för att förse kroppen med energi. Därför spelar hydrolys en central roll i kroppen.

Efter att ha ätit bryts de viktiga näringsämnena kolhydrater, fetter och proteiner ned i deras individuella komponenter genom hydrolys. När det gäller kolhydrater, till exempel, bryts polysackariderna ned i monomererna glukos när vatten absorberas. Fetter är förestrade med fettsyror. Den hydrolytiska klyvningen ger de enskilda fettsyrorna och glycerinet. Proteiner är kedjor av peptidiska aminosyror som hydrolytiskt delas upp i individuella aminosyror under matsmältningen. Enzymer är involverade i alla hydrolytiska reaktioner i kroppen. Enzymer är proteiner som katalytiskt stödjer reaktionerna. Efter hydrolys är enzymerna oförändrade.

Hydrolys sker inte bara vid matsmältningen. Som en del av den totala ämnesomsättningen sker konstant hydrolys och kondensationsreaktioner i kroppen. Enzymer som katalyserar hydrolys kallas hydrolaser.Hydrolaserna kan i sin tur delas upp i peptidaser, esteraser eller glykosidaser. Bland annat bryter peptidaser ner proteiner med bildning av enskilda aminosyror. Esteraser kan i sin tur bryta ner fett till fettsyror och glycerin. Sedan är det lipaser. Glykosidaserna delar upp glykosidföreningar. Dessa är antingen polysackarider, i vilka flera sockermolekyler är glykosidiskt bundna, eller föreningar som har en glykosidbindning mellan en sockerkomponent och en icke-sockerkomponent. Därför är amylas, som omvandlar stärkelse till glukos, en av glykosidaserna.

Ytterligare hydrolaser är fosfataser och nukleaser. Fosfataserna delar upp fosfatgrupper hydrolytiskt. Ett bra exempel på denna reaktion är omvandlingen av ATP (adenosintrifosfat) till ADP (adenosindifosfat). Sammantaget sker hydrolys alltid med frisläppande av energi. Detta är särskilt tydligt i reaktionen från ATP till ADP. Eftersom denna omvandling förser energin som tidigare lagrats i ATP för andra biokemiska reaktioner, värmeproduktion eller mekaniska rörelser. Nukleaser ansvarar för fullständig nedbrytning av nukleinsyror. Dessa delas åter upp i ribonukleaser och deoxiribonukleaser. Båda enzymgrupperna delar hydrolytiskt fosfodiesterbindningarna i nukleinsyramolekylen för att bilda de individuella nukleotiderna.

Sjukdomar och sjukdomar

Eftersom hydrolysreaktioner ständigt äger rum i människokroppen är olika sjukdomar också möjliga i detta sammanhang. Spjälkning och många mellanliggande reaktioner i ämnesomsättningen är hydrolysreaktioner. Det finns speciella enzymer för varje reaktionssteg. Men enzymer är proteiner som också kan begränsas i sin funktion av genetiska förändringar. Fel eller brist på varje enzymet kan ha dödliga konsekvenser för hälsan.

Enzymer måste ibland vara närvarande i stora mängder, så att ett helt organ är nödvändigt för deras utsöndring. Detta gäller bland annat matsmältningsenzymerna i bukspottkörteln. Bukspottkörteln eller bukspottkörteln producerar huvudsakligen lipaser och peptidaser. Det är till stor del ansvaret för matsmältningen av maten som kommer ut ur magen. Fetter och proteiner delas upp i de enskilda komponenterna. Kroppen tar upp aminosyror, fettsyror, glycerin och glukos som bildas genom tunntarmen. Vid sjukdomar i bukspottkörteln uppstår massiva matsmältningsproblem med diarré, flatulens och svår buksmärta. Bristen på fettnedbrytning kan leda till feta avföringar.

I den akuta formen av inflammation i bukspottkörteln (pankreatit) kan bukspottkörteln till och med smälta sig själv med ett dödligt resultat. Det fria flödet av matsmältningsjuicer till tunntarmen kan störas av olika orsaker. De byggs upp i bukspottkörteln och upplöses helt. Även med de kroniska formerna av pankreatit finns det konstant partiell upplösning.

Mitokondriopatier är ett annat exempel på en sjukdom med avseende på hydrolytiska processer. På grund av störningar i ATP-syntes kan de energiförsörjande reaktionerna från ATP till ADP endast ske i begränsad utsträckning. Mitokondriesjukdomarna uttrycker sig bland annat vid kronisk trötthet och svaghet.