hidroliz

hidroliz bir kimyasal bileşiğin suyun emilmesiyle daha küçük moleküllere bölünmesini temsil eder Hidrolizler, inorganik alanda olduğu kadar biyolojide de önemli bir rol oynar. Canlı organizmalarda hidrolitik bölünme enzimlerin etkisi altında gerçekleşir.

Hidroliz nedir?

Hidroliz sırasında, kimyasal bileşikler su emildiğinde daha küçük moleküllere ayrılır. Bu hem inorganik hem de biyolojik alanlar için geçerlidir. Molekülün bir kısmı hidroksil grubuna (OH grubu) bağlanır ve molekülün diğer kısmı hidrojen iyonuna (H +) bağlanır. Nötr moleküller elde etmek için, hidroksil grubunun elektronu resmi olarak protona göç eder.

Bu reaksiyonlar genellikle tek adımda gerçekleşmez. Basit reaksiyonlarda sadece birkaç adım gereklidir, karmaşık dönüşümlerde ise her zaman tüm reaksiyon adımlarının tamamlanmasından sonra değişmeden kalan bir katalizör söz konusudur.

Biyolojide hidroliz, genellikle yüksek polimerik veya kompozit bileşiklerin parçalanmasıdır. En önemli üç besin, karbonhidratlar (polisakkaritler), yağlar veya proteinler hidrolitik olarak parçalanır.

Canlı sistemlerde reaksiyonlar her zaman enzimlerin varlığında gerçekleşir. Enzimler, hidrolitik bölünmeden sonra yine değişmeyen ve bir sonraki reaksiyon için mevcut olan katalizörlerdir.

Hidrolizin tersi su verir ve yoğunlaşma olarak bilinir.

İşlev ve görev

Hidroliz, biyolojik sistemlerdeki temel reaksiyonlardan biridir. Büyük biyomoleküllerin sürekli olarak monomerlere dönüştürülmesini sağlarlar, böylece ya vücudun kendi maddelerini oluşturmak için ya da parçalanarak vücuda enerji sağlamak için kullanılabilirler. Bu nedenle hidrolizler vücutta merkezi bir rol oynar.

Yemekten sonra, önemli besinler karbonhidratlar, yağlar ve proteinler hidroliz yoluyla ayrı ayrı bileşenlerine ayrılır. Örneğin karbonhidratlar söz konusu olduğunda polisakkaritler, su emildiğinde monomer glikoza parçalanır. Yağlar, yağ asitleri ile esterleştirilmiş gliserin olup, hidrolitik bölünme, ayrı ayrı yağ asitlerini ve gliserini üretir. Proteinler, sindirim sırasında hidrolitik olarak ayrı amino asitlere bölünen peptidik amino asit zincirleridir. Enzimler vücuttaki tüm hidrolitik reaksiyonlarda rol oynarlar. Enzimler, reaksiyonları katalitik olarak destekleyen proteinlerdir. Hidrolizden sonra enzimler değişmez.

Hidroliz sadece besin sindiriminde gerçekleşmez. Genel metabolizmanın bir parçası olarak vücutta sürekli hidroliz ve yoğunlaşma reaksiyonları gerçekleşir. Hidrolizi katalize eden enzimler hidrolazlar olarak adlandırılır.Hidrolazlar daha sonra peptidazlara, esterazlara veya glikosidazlara bölünebilir. Diğer şeylerin yanı sıra, peptidazlar proteinleri ayrı ayrı amino asitlerin oluşumuyla parçalar. Esterazlar ise yağları yağ asitlerine ve gliserine parçalayabilir. O zaman lipazlar. Glikosidazlar, glikosidik bileşikleri böler. Bunlar ya birkaç şeker molekülünün glikosidik olarak birbirine bağlı olduğu polisakkaritler ya da bir şeker bileşeni ile şeker olmayan bir bileşen arasında glikosidik bir bağa sahip bileşiklerdir. Nişastayı glikoza çeviren amilazın glikozidazlardan biri olmasının nedeni budur.

Diğer hidrolazlar fosfatazlar ve nükleazlardır. Fosfatazlar hidrolitik olarak fosfat gruplarını ayırır. Bu reaksiyonun iyi bir örneği, ATP'nin (adenozin trifosfat) ADP'ye (adenozin difosfat) dönüştürülmesidir. Genel olarak, hidroliz her zaman enerji salınımı ile gerçekleşir. Bu özellikle ATP'den ADP'ye reaksiyonda belirgindir. Çünkü bu dönüşüm, diğer biyokimyasal reaksiyonlar, ısı üretimi veya mekanik hareketler için daha önce ATP'de depolanan enerjiyi sağlar. Nükleazlar, nükleik asitlerin tamamen parçalanmasından sorumludur. Bunlar yine ribonükleazlara ve deoksiribonükleazlara bölünür. Her iki enzim grubu da hidrolitik olarak nükleik asit molekülündeki fosfodiester bağlarını böler ve tek tek nükleotidleri oluşturur.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

İnsan vücudunda sürekli hidroliz reaksiyonları meydana geldiğinden, bu bağlamda çeşitli hastalıklar da mümkündür. Sindirim ve metabolizmadaki birçok ara reaksiyon hidroliz reaksiyonlarıdır.Her reaksiyon basamağı için özel enzimler vardır. Bununla birlikte, enzimler, genetik değişikliklerle işlevleri de kısıtlanabilen proteinlerdir. Her enzimin başarısızlığı veya eksikliği sağlık açısından ölümcül sonuçlar doğurabilir.

Enzimlerin bazen büyük miktarlarda bulunması gerekir, böylece salgılanmaları için bütün bir organ gereklidir. Bu, diğer şeylerin yanı sıra pankreastaki sindirim enzimleri için de geçerlidir. Pankreas veya pankreas esas olarak lipazlar ve peptidazlar üretir. Mideden çıkan yulaf lapasının sindiriminden büyük ölçüde sorumludur. Yağlar ve proteinler tek tek bileşenlere ayrılır. Vücut, ince bağırsakta oluşan amino asitleri, yağ asitlerini, gliserin ve glikozu emer. Pankreas hastalıklarında ishal, şişkinlik ve şiddetli karın ağrısı ile birlikte büyük sindirim sorunları ortaya çıkar. Yağ dökülmesinin olmaması yağlı dışkıya neden olabilir.

Akut pankreas iltihabı şeklinde (pankreatit), pankreasın kendi kendine sindirilmesi ölümcül bir sonuçla bile mümkündür. Sindirim sularının ince bağırsağa serbest akışı, çeşitli nedenlerle bozulabilir. Pankreasta oluşurlar ve tamamen çözülürler. Kronik pankreatit formlarında bile, sürekli kısmi çözünme vardır.

Hidrolitik süreçlerle ilgili bir başka hastalık örneği mitokondriyal hastalıkla temsil edilir ATP sentezindeki rahatsızlıklar nedeniyle, ATP'den ADP'ye enerji sağlayan reaksiyonlar yalnızca sınırlı bir ölçüde gerçekleşebilir. Mitokondriopatiler kendilerini i.a. kronik yorgunluk ve halsizlik içinde.