Des enzymes hydrolytiques

Diagramme sur bande de l'enzyme hydrolytique alfa-amylase pancréatique humaine. Source: Wikimedia Commons

Que sont les enzymes hydrolytiques?

Le Des enzymes hydrolytiques, o Hydrolases, sont des molécules qui catalysent les réactions d'hydrolyse (hydro = eau, lyse = rupture), c'est-à-dire qu'elles catalysent une réaction chimique entre une molécule d'eau et une autre ou d'autres molécules.

Les hydrolases, comme la plupart des enzymes, sont la nature des protéines, ce qui signifie qu'elles sont composées d'une ou plusieurs chaînes polypeptidiques ou acides aminés.

Des enzymes sont présentes dans presque toutes les réactions biochimiques des organismes vivants. Ils sont responsables de l'accélération de ces réactions en réduisant le niveau d'énergie de réaction.

Par exemple, la plupart des enzymes digestives sont hydrolytiques. Ceux-ci sont responsables de l'accélération de la décomposition des molécules de bolus complexes du bolus alimentaires.

La décomposition entraîne des moyens plus simples d'absorber pour les organismes. Les enzymes remplissent non seulement les fonctions vitales des organismes, mais ont également une importance médicale et économique.

Caractéristiques des enzymes hydrolytiques

- Les enzymes, généralement, sont de grandes molécules de protéines, avec une activité régulée. Tous ont une forme 3D spécifique.

- Travailler à de faibles concentrations.

- Ils ne sont pas modifiés pendant la réaction, ils peuvent donc être récupérés sans changements dans leur structure moléculaire ou protéique.

- Ils peuvent traiter des substrats à une vitesse variable qui peut impliquer des milliers de molécules par minute.

- Ils sont spécifiques et peuvent être dénaturés et / ou être affectés par la température, les changements de pH, les concentrations de substrats, entre autres.

- Les enzymes hydrolytiques sont le plus grand groupe d'enzymes connues. Il y a plus de 200 hydrolases qui catalysent les réactions qui brisent les liaisons en carbone-oxygène, au charbon-azote, au carbone-carbone, aux liaisons phosphoro-oxygène (anhydride phosphorique), y compris les liaisons phosphore-azogen.

- Ils ont une large spécificité de substrats.

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- Ils sont stéréoslectifs.

Classification

La classification des enzymes hydrolytiques est principalement basée sur la nature de la liaison hydrolysée et le substrat. La terminologie taxonomique appelle des enzymes hydrolytiques à ce type d'enzymes.

D'un autre côté, les noms communs des enzymes sont composés du suffixe -gérer, Par exemple, colline, tapis et protéases.

Enfin, selon l'Union internationale de la biochimie et de la biologie moléculaire, les enzymes sont classées par des nombres appelés EC (Commission enzime).

L'hydrolase appartient au groupe 3 (EC3). Ceux-ci, à leur tour, sont subdivisés en fonction du type de lien qu'ils hydrolysent. Par exemple, si les enzymes hydrolysent linéaire amidas, leur nombre est EC3.5.1, et s'ils hydrolysent les sérin-protéases, leur nombre est EC3.4.16.vingt-et-un.

Fonctions dans le corps humain

Colinestérase

La colinestérase est l'une des enzymes hydrolytiques connues les plus importantes. Hydrolyse de l'acétylcholine et le fait de l'acide collant et acétique.

Cette réaction spécifique agit après la transmission de l'impulsion nerveuse, arrêtant l'action des molécules de neurotransmetteurs (acétylcholine).

Enzymes digestives

L'une des réactions enzymatiques les plus étudiées est celle de la dégradation des aliments chez les organismes. Il est connu que pendant la digestion lipase les enzymes sont responsables de l'hydrolyzation des lipides et des protéases provoquent la rupture des protéines pour obtenir des acides aminés.

Les enzymes hydrolytiques sont responsables de la rupture ou de la division de grandes molécules et de les transformer en formes plus simples. Ces molécules obtenues seront utilisées dans la synthèse, l'excrétion des déchets ou comme sources de carbone pour obtenir de l'énergie.

Une caractéristique des enzymes hydrolytiques digestives est qu'elles sont extracellulaires et qui sont mélangées avec de la nourriture dans leur passage à travers le tube digestif.

Ces enzymes sont produites par des cellules qui couvrent l'estomac, l'intestin et d'autres organes tels que le pancréas.

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Digestion cellulaire

Les lysosomes sont les principaux protagonistes de la digestion cellulaire. Il existe plus de 50 enzymes hydrolytiques spécifiques contenues dans ces structures cellulaires.

Ces enzymes remplissent la fonction de digérer la matière organique complexe, ce qui en fait des molécules plus simples, par exemple, comme les monosaccharides ou les acides aminés.

Applications

Industriel

Pharmaceutique

Les progrès technologiques et scientifiques des 20 dernières années ont entraîné des découvertes importantes dans le domaine moléculaire des mécanismes de fonctionnement des composés.

Des six types d'enzymes connues, hydrolytique.

Les lipases sont des enzymes hydrolytiques qui transforment le triacylglycérol en glycérol et acides gras libres. Ces enzymes servent, dans l'industrie pharmaceutique, à développer une édition (médicaments anti-inflammatoires) qui agissent contre les maladies rhumatoïdes, l'arthrite, la douleur lombaire, etc.

D'autres lipasas sont utilisés pour développer des composés tels que l'entreprise chirale (un antimicotique) et le lotrafiban, qui est un médicament utilisé pour prévenir les épisodes trombotiques.

Nourriture

Actuellement, les hydrolases sont des enzymes fondamentales dans la production de divers produits alimentaires, en raison des multiples applications qu'ils ont dans presque tous les processus industriels aujourd'hui.

Un domaine d'intérêt lié à l'utilisation d'enzymes hydrolytiques est la synthèse ou la production de biomasse lignocellulosique. Cette biomasse a un grand potentiel dans l'industrie pour obtenir des biocarburants.

D'un autre côté, les protéases, les enzymes qui catalysent l'hydrolyse des composés peptidiques, ont une application élevée dans l'industrie alimentaire, en particulier dans la préparation des protéines de soja hydrolysées.

Ils servent également à améliorer la qualité des pains, dans les édulcorants, dans la réduction des saveurs amères de différents aliments, même en tant qu'assoupliers de la viande.

L'industrie agricole utilise des pectinases. Ce sont un groupe d'enzymes capables de décomposer l'acide très ramifié et les polymères neutres (groupes pectines) qui se trouvent dans la paroi cellulaire des plantes. 

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Les pectinases les plus utilisées au niveau agricole industriel proviennent du micro-organisme appelé Aspergillus Niger et sont utilisés pour la fermentation dans les cultures submergées et la fermentation solide du substrat.

Les pectinases sont également utilisées dans l'élaboration des jus de fruits et des jus et servent à réduire la turbidité ou à clarifier, améliorant la qualité de ces. Ils sont également utilisés pour la production de confitures et de pâtes de fruits.

Aspergillus Niger, une sorte de micro-organisme utilisé pour obtenir des pectinases. Source: Wikimedia Commons

Détergents

Depuis le début du siècle dernier, il est connu que les protéases digestives sont propres. Déjà à la fin du siècle dernier, la plupart des détergents contenaient des enzymes digestives telles que les amylases et les lipasas.

Il est très bien connu que l'utilisation de ces enzymes dans l'industrie des détergents rend le processus de lavage plus efficace. Ils réduisent les dépenses d'eau, sont biodégradables et assurent le nettoyage total.

Bacillus licheneniformis et Aspergillus flavus produire des protéases utilisées pour la production de détergents. Le produit obtenu sert à l'élimination des taches d'origine protéique comme le sang, par exemple.

Les champignons produisent des cellules. Les cellules servent de détergent pour éliminer les taches de terrain ou les restes de plantes.

D'autres enzymes, telles que les lipasas, servent pour l'élimination des taches d'origine oléique, telles que les graisses ou les peintures à lèvres. Le champignon Aspergillus oryzae Il est utilisé industriellement pour produire ces enzymes.

Les références

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