Hydrolase: functie en ziekten

Hydrolase is een groep van enzymen die substraten hydrolytisch splitst. Sommige hydrolasen dragen bij aan de normale werking van het menselijk lichaam, bijvoorbeeld zetmeelsplitsing amylase​ Andere hydrolasen zijn betrokken bij de ontwikkeling van ziekten en worden, net als urease, geproduceerd in bacteriën.

Wat is hydrolase?

Hydrolasen zijn enzymen dat gebruik water om substraten te klieven. Het substraat sluit aan op de actieve plaats van een enzym, waar interacties tussen de twee eenheden zorgt ervoor dat het substraat in twee delen breekt. Tegelijkertijd een water molecuul (H2O) is opgesplitst in een enkel molecuul waterstof atoom (H) en een OH-groep. Een deel van het substraat hecht aan de single waterstof atoom, terwijl de OH-groep zich hecht aan het andere deel van het substraat. Dienovereenkomstig bestaat het product van hydrolasen uit twee nieuwe verbindingen. Hydrolasen werken met verschillende ondergronden; deze omvatten esters, ether peptiden, glycosiden, zuurhydriden en CC-bindingen. Hydrolytische splitsing door hydrolasen is omkeerbaar. In de EG-classificatie vertegenwoordigen ze groep 3, die verschillende subgroepen omvat. De subgroepen omvatten bijvoorbeeld lipase, dat vet splitst, en lactase, die splitst melk suiker (lactose​ Een tekort aan lactase leidt tot intolerantie voor lactose, wat kan worden weerspiegeld in gastro-intestinale symptomen wanneer melk wordt verbruikt.

Functie, effect en taken

Hydrolasen zijn er in overvloed in het menselijk lichaam. amylase is ook een van de hydrolasen. amylase is gevonden in speeksel en is verantwoordelijk voor de splitsing van zetmeel en andere polysacchariden. polysacchariden zijn meerdere suikers bestaande uit ketens van koolhydraten​ Amylase splitst deze ketens op hydrolytische wijze, waardoor ze in kleinere eenheden worden afgebroken. Dit geeft aanleiding tot het zoete smaak die mensen kunnen proeven tijdens het kauwen brood en ander zetmeelrijk voedsel. De verwerking van polysacchariden by amylase vertegenwoordigt de eerste fase van biochemische spijsvertering - nadat de tanden het voedsel mechanisch hebben afgebroken tijdens het kauwen. Kynureninase wordt aangetroffen in alle weefseltypen en kloven alanine​ Zowel de synthese van nicotine zuur en de uitsplitsing van tryptofaan vereisen deze stap. Tryptofaan is een essentieel aminozuur dat betrokken is bij de synthese van serotonine. Serotonine is een belangrijk neurotransmitter (boodschappersubstantie). De uitsplitsing van tryptofaan is ook een tussenstap in de synthese van andere stoffen, bijvoorbeeld nicotinamide adenine dinucleotide (NAD). NAD is een co-enzym dat deelneemt aan tal van biologische functies. Het ondersteunt bijvoorbeeld het werk van dehydrogenases en maakt deel uit van de ademhalingsketen. Kynureninase draagt ​​niet alleen bij aan de afbraak van tryptofaan, maar ook aan de synthese van nicotine zuur. Nicotine zuur of niacine is een vitamine dat behoort tot het B-complex.

Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

Het menselijk lichaam vormt hydrolasen waar ze worden gebruikt. Bijvoorbeeld de amylase in speeksel wordt gevormd in de speekselklier, terwijl de alvleesklier pancreasamylase produceert. Zoals alles enzymenkunnen hydrolasen alleen onder bepaalde omstandigheden werken. Vooral de pH-waarde van de omgeving en de temperatuur zijn voor hen van groot belang. Amylase kan bijvoorbeeld alleen bestaan ​​bij een pH van 3.5 tot 9. Als de omgeving hiervan afwijkt, denatureert het enzym. Maagzuur heeft een pH van 1-1.5 op een lege plek maag, waardoor het te zuur wordt voor amylase. Maagzuur denatureert de eiwitstructuur door moleculaire bindingen te verbreken. Het enzym verliest zo zijn vorm en wordt inactief. Daarom moet de alvleesklier ook amylase synthetiseren en in een later stadium van de spijsvertering terugvoeren naar de voedselpulp. De optimale temperatuur voor amylase is 45 ° C; bij deze temperatuur werkt amylase het snelst, dwz het zet de grootste hoeveelheid substraat om. Amylase kan ook buiten dit optimum werken, maar de stofwisseling is iets lager. Te hoge temperaturen denatureren het enzym ook en maken het ofwel onbruikbaar of breken het eiwit af in zijn individu aminozuren.

Ziekten en aandoeningen

Sommige hydrolasen kunnen helpen bij het diagnosticeren van ziekten. Artsen kunnen bijvoorbeeld amylasespiegels gebruiken in de eierstokken en longen om bepaalde vormen van te diagnosticeren kankerDe amalysegehaltes zijn opvallend bij kankers in deze organen en kunnen dus een indicatie geven van de aanwezigheid of verspreiding van neoplasmata. Een mutatie in de KYNU gen leidt tot een tekort aan kynureninase. Het enzym is betrokken bij verschillende biochemische processen. Als er te weinig kynureninase in het lichaam aanwezig is, kunnen cellen niet synthetiseren vitamine B3 (ook wel nicotinezuur of niacine genoemd) zoals gewoonlijk en hypovitaminose treedt op. Tekenen van B3-tekort zijn onder meer dermatitis en ontsteking van de orale, gastrische en intestinale slijmvlies. Bovendien, diarree, Depressie, verlies van eetlust, concentratie problemen, slaapstoornissen en prikkelbaarheid kan optreden. Het tekort kan ook de ziekte pellagra veroorzaken. Niet alleen het menselijk organisme produceert hydrolasen. ziekteverwekkers zoals bacteriën kan ook enzymen uit deze groep produceren. Een enzym dat mensen daadwerkelijk kan schaden, wordt urease genoemd, dat breekt ureum in ammonia en koolstof dioxide. De ammonia helpt de bacteriën weerstand maag zuur. Als gevolg hiervan kunnen ze het spijsverteringsstelsel infecteren en een aantal aandoeningen veroorzaken. De bacterie Helicobacter pylori behoort tot deze groep pathogenen. Onder andere, Helicobacter pylori triggers type B gastritis, kan verantwoordelijk zijn voor maag- en duodenumzweren, en kan maagcarcinoom veroorzaken als het chronisch geïnfecteerd is.