加水分解酵素

に 加水分解酵素 は、基質を加水分解的に分解する酵素のグループです。デンプン分解アミラーゼなど、一部の加水分解酵素は人体の正常な機能に寄与します。他の加水分解酵素は、病気の発症に関与し、ウレアーゼのように、細菌で生産されます。

加水分解酵素とは何ですか？

加水分解酵素は、基質を分解するために水を使用する酵素です。基質は酵素の活性中心にドッキングし、2つのユニット間の相互作用により基質が2つの部分に分解されます。同時に、水分子（H2O）は単一の水素原子（H）とOH基に分けられます。基板の一部は単一の水素原子に結合し、OH基は基板の他の部分に結合します。したがって、加水分解酵素製品は2つの新しい化合物で構成されます。

ヒドロラーゼはさまざまな基質で機能します。これらには、エステル、エーテルペプチド、グリコシド、酸水素化物、C-C結合が含まれます。ヒドロラーゼによる加水分解的開裂は可逆的、すなわち可逆的である。 EC分類では、これらはいくつかのサブグループで構成されるグループ3を表します。サブグループには、たとえば、脂肪を分解するリパーゼ、および乳糖（乳糖）を分解するラクターゼが含まれます。ラクターゼの欠如は、乳糖の不耐性をもたらし、これは牛乳を消費するときの胃腸の不満に反映される可能性があります。

機能、効果、タスク

加水分解酵素は人体に数多く存在します。アミラーゼも加水分解酵素の一つです。アミラーゼは唾液に含まれ、デンプンやその他の多糖類の分解に関与しています。多糖類は、炭水化物の鎖で構成される複数の糖です。

アミラーゼはこれらの鎖を加水分解して分割し、より小さな単位に分解します。これは、パンや他のでんぷん質の食品を噛むときに人々が味わうことができる甘い味を作り出します。アミラーゼによる多糖類の処理は、生化学的消化の最初の段階です-噛んでいる間に歯が食品を機械的に押しつぶした後。

キヌレニナーゼはすべての組織タイプで発生し、アラニンを分割します。ニコチン酸の合成とトリプトファンの分解の両方にこのステップが必要です。トリプトファンはセロトニンの合成に関与する必須アミノ酸です。セロトニンは重要な神経伝達物質（メッセンジャー物質）です。トリプトファンの分解は、他の物質、たとえばニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）の合成の中間ステップでもあります。

NADは、多数の生物学的機能に関与する補酵素です。たとえば、デヒドロゲナーゼの働きをサポートし、呼吸鎖の一部です。キヌレニナーゼは、トリプトファンの分解だけでなく、ニコチン酸の合成にも寄与します。ニコチン酸またはナイアシンは、B複合体の一部であるビタミンです。

教育、発生、特性および最適値

人体は、使用される場所で加水分解酵素を形成します。例えば、唾液中のアミラーゼは唾液腺で産生され、膵臓は膵臓アミラーゼを産生します。すべての酵素と同様に、加水分解酵素は特定の条件下でのみ機能します。とりわけ、環境のpHと温度は、それらにとって非常に重要です。

たとえば、アミラーゼはpH 3.5〜9でのみ存在します。環境がこの範囲から外れると、酵素が変性します。胃酸は空腹時のpH値が1〜1.5であるため、アミラーゼには酸性です。胃酸は分子結合を破壊することによりタンパク質構造を変性させます。酵素はその形状を失い、不活性になります。これが、膵臓もアミラーゼを合成し、消化の後期にパルプに添加しなければならない理由です。

アミラーゼの最適温度は45°Cです。この温度では、アミラーゼが最も速く機能します。つまり、アミラーゼは最も多くの基質を変換します。アミラーゼはこの最適範囲外でも機能しますが、代謝率はやや低くなります。温度が高すぎると、酵素が変性して使用できなくなったり、タンパク質が個々のアミノ酸に分解されたりします。

病気と障害

一部の加水分解酵素は病気の診断に役立ちます。たとえば、医師は卵巣と肺のアミラーゼレベルを使用して特定の形態の癌を診断できます。分析濃度はこれらの臓器の癌で顕著であり、したがって、新生物の存在または広がりの指標を提供することができます。

KYNU遺伝子の変異は、キヌレニナーゼの欠損を引き起こします。酵素はさまざまな生化学的プロセスに関与しています。体内のキヌレニナーゼが少なすぎると、細胞は通常どおりビタミンB3（ニコチン酸またはナイアシンとも呼ばれます）を合成できず、ビタミン欠乏症が起こります。 B3欠乏症の徴候には、皮膚炎、口、胃、腸粘膜の炎症が含まれます。さらに、下痢、うつ病、食欲不振、集中困難、睡眠障害、過敏症が起こります。欠乏はペラグラ病の引き金にもなります。

加水分解酵素を形成するのは人間だけではありません。細菌などの病原体もこのグループの酵素を産生する可能性があります。人に害を及ぼすことさえある酵素はウレアーゼと呼ばれ、尿素をアンモニアと二酸化炭素に分解します。アンモニアは細菌が胃酸に耐えるのを助けます。その結果、彼らは消化器系に感染し、さまざまな病気を引き起こす可能性があります。ヘリコバクターピロリ菌はこの病原菌のグループに属しています。ヘリコバクターピロリはB型胃炎を引き起こし、胃および十二指腸潰瘍の原因となる可能性があり、慢性感染症の場合は胃癌を引き起こします。