Hidrolisis: Fungsi, Tugas, Peranan & Penyakit

Hidrolisis mewakili pemisahan sebatian kimia menjadi lebih kecil molekul dengan kemasukan air. Hidrolisis memainkan peranan utama dalam bidang bukan organik dan biologi. Dalam organisma hidup, pembelahan hidrolitik berlaku di bawah pengaruh enzim.

Apa itu hidrolisis?

Hidrolisis mewakili pembelahan sebatian kimia menjadi lebih kecil molekul dengan kemasukan air. Dalam organisma hidup, pembelahan hidrolitik berlaku di bawah pengaruh enzim. Dalam hidrolisis, sebatian kimia dipecah menjadi lebih kecil molekul dengan menyerap air. Perkara ini berlaku di alam bukan organik dan biologi. Dalam proses ini, satu molekul separa bergabung dengan kumpulan hidroksil (kumpulan OH) dan satu lagi molekul separa bergabung dengan hidrogen ion (H +). Untuk mendapatkan molekul neutral, elektron kumpulan hidroksil secara formal berpindah ke proton. Reaksi ini biasanya tidak berlaku dalam satu langkah. Dalam reaksi sederhana, hanya beberapa langkah yang diperlukan, sementara penukaran yang rumit selalu melibatkan pemangkin, yang tidak akan berubah setelah semua langkah reaksi selesai. Dalam biologi, hidrolisis sering melibatkan pemecahan sebatian polimerik atau sebatian. Tiga nutrien yang paling penting karbohidrat (polisakarida), lemak atau protein terdegradasi secara hidrolitik. Dalam sistem hidup, reaksi selalu berlaku di hadapan enzim. Enzim mewakili pemangkin, yang tersedia lagi tidak berubah setelah pembelahan hidrolitik dan siap untuk reaksi seterusnya. Pembalikan hidrolisis menghasilkan air dan disebut pemeluwapan.

Fungsi dan tugas

Hidrolisis adalah antara reaksi asas dalam sistem biologi. Mereka memastikan bahawa biomolekul besar sentiasa diubah menjadi monomer untuk digunakan sama ada dalam membina bahan endogen atau, melalui penurunannya, dalam membekalkan tenaga kepada tubuh. Oleh itu, hidrolisis memainkan peranan penting dalam badan. Contohnya, selepas pengambilan makanan, nutrien penting karbohidrat, lemak dan protein dipecahkan kepada komponen masing-masing dengan hidrolisis. Dalam kes karbohidrat, sebagai contoh, pecahan polisakarida ke dalam monomer glukosa berlaku dengan air penyerapan. Lemak mewakili gliserol diiktiraf dengan asid lemak. Pembelahan hidrolitik menghasilkan individu asid lemak dan gliserol. Protein adalah rangkaian berkait peptidik asid amino yang dibelah secara hidrolitik menjadi asid amino individu semasa pencernaan. Enzim terlibat dalam semua tindak balas hidrolitik dalam badan. Enzim adalah protein yang secara pemangkin menyokong tindak balas. Selepas hidrolisis, enzim tidak berubah. Hidrolisis tidak hanya berlaku semasa pencernaan makanan. Reaksi hidrolisis dan pemeluwapan berlaku secara berterusan di dalam badan sebagai sebahagian daripada metabolisme keseluruhan. Enzim yang memangkin hidrolisis disebut hidrolase. Hidrolase seterusnya dapat dibahagikan kepada peptidase, esterase atau glikosidase. Antara lain, peptidase menurunkan protein untuk membentuk individu asid amino. Esterase, sebaliknya, boleh menurunkan lemak menjadi asid lemak dan gliserol. Dalam kes ini, mereka adalah lipase. Glikosidase memecah sebatian glikosidik. Ini sama ada polisakarida, di mana beberapa gula molekul dihubungkan secara glikosidik, atau sebatian yang mempunyai ikatan glikosidik antara bahagian gula dan bahagian bukan gula. Oleh itu, glikosidase merangkumi amilase, yang menukar kanji menjadi glukosa. Hidrolase lain termasuk fosfatase dan nuklease. Fosfatase membelah secara hidrolitik fosfat kumpulan. Contoh baik reaksi ini adalah penukaran ATP (trifosfat trifosfat) ke ADP (adenosin difosfat). Secara keseluruhan, hidrolisis selalu diteruskan dengan pembebasan tenaga. Ini jelas dalam reaksi ATP terhadap ADP. Ini kerana penukaran ini memberikan tenaga yang sebelumnya disimpan di ATP untuk tindak balas biokimia lain, penjanaan haba atau pergerakan mekanikal. Nuklease bertanggungjawab untuk kemerosotan lengkap asid nukleik. Ini dibahagikan lagi kepada ribonuklease dan deoksiribonuklease. Kedua-dua kumpulan enzim secara hidrolitik memutuskan ikatan fosfodiester dalam molekul asid nukleik untuk membentuk nukleotida individu.

Penyakit dan gangguan

Oleh kerana reaksi hidrolisis selalu berlaku di dalam tubuh manusia, pelbagai penyakit juga mungkin berlaku dalam konteks ini. Pencernaan dan banyak reaksi antara metabolisme mewakili reaksi hidrolisis. Terdapat enzim khas untuk setiap langkah reaksi. Walau bagaimanapun, enzim adalah protein yang fungsinya juga dapat dibatasi oleh perubahan genetik. Kegagalan atau kekurangan enzim individu boleh membawa akibat yang membawa maut kesihatan. Enzim kadang-kadang mesti terdapat dalam jumlah yang banyak, sehingga keseluruhan organ diperlukan untuk rembesannya. Ini benar untuk enzim pencernaan pankreas, antara lain. Pankreas menghasilkan terutamanya lipase dan peptidase. Ini sangat bertanggungjawab untuk mencerna pulpa makanan yang berasal dari perut. Lemak dan protein dipecah menjadi komponen masing-masing. Badan menyerap asid amino, asid lemak, gliserol dan glukosa dibentuk melalui usus kecil. Dalam penyakit pankreas, keluhan pencernaan besar berlaku dengan cirit-birit, kembung perut dan teruk sakit perut. Kerana kekurangan lemak, najis lemak mungkin berlaku. Dalam bentuk akut Pankreatitis, walaupun pencernaan sendiri pankreas dengan hasil yang membawa maut adalah mungkin. Oleh kerana pelbagai sebab, aliran keluar jus pencernaan bebas ke dalam usus kecil mungkin terganggu. Mereka berkumpul di pankreas dan membubarkannya sepenuhnya. Dalam bentuk kronik Pankreatitis, terdapat juga pembubaran separa berterusan. Contoh lain penyakit yang berkaitan dengan proses hidrolitik ditunjukkan oleh mitokondriopati. Oleh kerana gangguan dalam sintesis ATP, reaksi pembekalan tenaga ATP ke ADP hanya dapat dilakukan pada tahap yang terhad. Mitokondriopati menampakkan diri dalam keletihan kronik dan kelemahan, antara gejala lain.