Enzimas hidrolíticas: características, classificação, funções

As enzimas hidrolíticas ou hidrolases, são moléculas que catalisam reacções de hidrólise (hidro = água; lise = ruptura), isto é são catalisar uma reacção química entre uma molécula de água e a outra molécula.

As hidrolases, como a maioria das enzimas, são de natureza proteica, o que significa que são compostas por uma ou mais cadeias polipeptídicas ou aminoácidos.

Enzimas hidrolíticas: características, classificação, funções 1

Diagrama de fita da enzima hidrolítica da alfa-amilase pancreática humana. Tirada e editada a partir do próprio trabalho. [Domínio público], via Wikimedia Commons.

As enzimas estão presentes em quase todas as reações bioquímicas de organismos vivos. Eles são responsáveis ​​por acelerar essas reações, reduzindo o nível de energia da reação.

Por exemplo, a maioria das enzimas digestivas são hidrolíticas. Eles são responsáveis ​​por acelerar a decomposição de moléculas de bolus complexas.

A decomposição resulta em formas mais simples que são facilmente absorvidas pelos organismos. As enzimas não apenas cumprem funções vitais nos organismos, mas também têm importância médica e econômica.

Caracteristicas

As enzimas, em geral, são grandes moléculas de proteína, com atividade regulada. Todos têm uma forma 3D específica. Estes trabalham em baixas concentrações.

Eles não são modificados durante a reação, portanto podem ser recuperados sem alterações em sua estrutura molecular ou proteica. Eles podem processar substratos a uma velocidade variável que pode envolver milhares de moléculas por minuto.

São específicos e podem ser desnaturados e / ou afetados por mudanças de temperatura, pH, concentrações de substrato, entre outros.

Por outro lado, as enzimas hidrolíticas são o maior grupo de enzimas conhecidas. Existem mais de 200 hidrolases que catalisam reações que quebram as ligações Carbono – Oxigênio, Carbono – Nitrogênio, Carbono – Carbono, Fósforo – Oxigênio (Anidrido Fosfórico), incluindo as ligações Fósforo – Nitrogênio.

Outras características importantes das enzimas hidrolíticas são sua ampla especificidade de substrato e são estereosseletivas.

Relacionado:  Hemocaterese: Processo e Funções

Classificação

A classificação das enzimas hidrolíticas é baseada principalmente na natureza da ligação hidrolisada e no substrato. A terminologia taxonômica chama esse tipo de enzima hidrolases ou enzimas hidrolíticas.

Por outro lado, os nomes comuns das enzimas estão em conformidade com o sufixo- asa , por exemplo colinesterase, esterases e proteases.

Finalmente, de acordo com a União Internacional de Bioquímica e Biologia Molecular, as enzimas são classificadas por números chamados EC (comissão de enzimas).

As hidrolases pertencem ao grupo 3 (EC3). Estes, por sua vez, são subdivididos de acordo com o tipo de ligação que hidrolisam. Por exemplo, se as enzimas hidrolisam amidas lineares, seu número é EC3.5.1 e se hidrolisam serina proteases, seu número é EC3.4.16.21.

Funções no corpo humano

Colinesterase

A colinesterase é uma das enzimas hidrolíticas conhecidas mais importantes. Hidrolisa a acetilcolina e a converte em colina e ácido acético.

Essa reação específica atua após a transmissão do impulso nervoso, interrompendo a ação das moléculas do neurotransmissor (acetilcolina).

Enzimas digestivas

Uma das reações enzimáticas mais estudadas é a de degradação de alimentos em organismos. Sabe-se que, durante a digestão, as enzimas lipase são responsáveis ​​pela hidrólise de lipídios e as proteases causam a quebra de proteínas para obter aminoácidos.

As enzimas hidrolíticas são responsáveis ​​por quebrar ou dividir moléculas grandes e convertê-las em formas mais simples. Essas moléculas obtidas serão utilizadas na síntese, excreção de resíduos ou como fontes de carbono para obtenção de energia.

Uma característica proeminente das enzimas hidrolíticas digestivas é que elas são extracelulares e se misturam com os alimentos à medida que passam pelo trato digestivo.

Essas enzimas são produzidas por células que revestem o estômago, intestino e outros órgãos, como o pâncreas.

Digestão celular

Os lisossomos são os principais protagonistas da digestão celular. Existem mais de 50 enzimas hidrolíticas específicas contidas nessas estruturas celulares.

Relacionado:  O que são os arcos faríngeos?

Essas enzimas cumprem a função de digerir a matéria orgânica complexa convertendo-a em moléculas mais simples, como: monossacarídeos ou aminoácidos.

Usos

-Industrial

Farmacêutico

Os avanços tecnológicos e científicos dos últimos 20 anos resultaram em importantes descobertas no campo molecular dos mecanismos de operação dos compostos.

Dos seis tipos de enzimas conhecidas, os hidrolíticos são os mais utilizados (60%) nos processos biocatalíticos da indústria farmacêutica.

As lipases são enzimas hidrolíticas que transformam o triacilglicerol em glicerol e ácidos graxos livres. Essas enzimas servem, na indústria farmacêutica, para desenvolver profenos (anti-inflamatórios) que agem contra doenças reumatóides, artrite, dores lombares, etc.

Outras lipases são usadas para desenvolver compostos como sintonização quiral (um antifúngico) e lotrafiban, que é um medicamento usado para prevenir eventos trombóticos.

Alimento

Atualmente, as hidrolases são enzimas fundamentais na produção de diversos produtos alimentícios, devido às múltiplas aplicações que possuem em quase todos os processos industriais atualmente.

Uma área de interesse relacionada ao uso de enzimas hidrolíticas é a síntese ou produção de biomassa lignocelulósica. Essa biomassa tem um grande potencial na indústria para obter biocombustíveis.

Por outro lado, as proteases, enzimas que catalisam a hidrólise de compostos peptídicos, têm alta aplicação na indústria de alimentos, principalmente na preparação de hidrolisados ​​de proteínas de soja.

Eles também servem para melhorar a qualidade dos pães, nos adoçantes, e reduzir os sabores amargos de diferentes alimentos, inclusive como amaciadores de carne.

A indústria agrícola utiliza pectinases. Estes são um grupo de enzimas capazes de quebrar polímeros ácidos e neutros altamente ramificados (grupos pectina) encontrados na parede celular das plantas.

As pectinases mais utilizadas no nível agrícola industrial provêm do microorganismo chamado Aspergillus niger e são utilizadas para fermentação em culturas submersas e fermentação de substratos sólidos.

Relacionado:  Bolus alimentares: onde e como se forma, viagem

As pectinases também são utilizadas na produção de sucos ou sucos de frutas e servem para reduzir a turbidez ou esclarecer, melhorando a qualidade delas. Eles também são usados ​​para a produção de doces e polpas de frutas.

Enzimas hidrolíticas: características, classificação, funções 2

Aspergillus niger espécies de microrganismos usados ​​para obter pectinases. Tirada e editada em: Mogana Das Murtey e Patchamuthu Ramasamy [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons.

Detergentes

Desde o início do século passado, sabe-se que as proteases digestivas limpam as roupas. No final do século passado, a maioria dos detergentes continha enzimas digestivas, como amilases e lipases.

É sabido que o uso dessas enzimas na indústria de detergentes torna o processo de lavagem mais eficiente. Reduzem o gasto de água, são biodegradáveis ​​e garantem uma limpeza total.

Bacillus licheniformis e Aspergillus flavus produzem proteases usadas na produção de detergentes. O produto obtido serve para a remoção de manchas de origem proteica, como o sangue, por exemplo.

Os fungos produzem celulases. As celulases servem como detergente para remover manchas do solo ou detritos de plantas. Outras enzimas, como lipases, são usadas para remover manchas de origem oleica, como gorduras ou tintas para os lábios. O fungo Aspergillus oryzae é usado industrialmente para produzir essas enzimas.

Referências

  1. Enzima Recuperado de en.wikipedia.org.
  2. Enzima, Bioquímica. Recuperado de britannica.com.
  3. Introdução à enzima classe 3: hidrolases. Recuperado de chem.uwec.edu.
  4. Hydrolase, recuperado de chemistryexplained.com.
  5. T. McKee e JR McKee (2003). Bioquímica, 3ª edição. Boston: McGraw-Hill.
  6. Enzimas digestivas. Recuperado de sciencelearn.org.nz
  7. M. Hernaís. Biocatálise aplicada à obtenção de medicamentos e produtos com alto valor agregado. Capítulo VI Recuperado de analesranf.com.
  8. Enzimas em sabonetes para a roupa. Recuperado em argenbio.org

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies