Enzim hidrolitik: karakteristik, klasifikasi, fungsi

enzim hidrolitik atau hidrolase, adalah molekul yang reaksi mengkatalisis hidrolisis (hidro = air; lisis = pecah), yaitu katalisasi reaksi kimia antara molekul air dan molekul lainnya.

Hidrolase, seperti kebanyakan enzim, adalah protein di alam, yang berarti bahwa mereka terdiri dari satu atau lebih polipeptida atau rantai asam amino.

Diagram pita enzim hidrolitik alfa-amilase pankreas manusia. Diambil dan diedit dari Karya Sendiri. [Domain publik], melalui Wikimedia Commons.

Enzim hadir di hampir semua reaksi biokimia dalam organisme hidup. Mereka bertanggung jawab untuk mempercepat reaksi ini dengan mengurangi tingkat energi reaksi.

Misalnya, sebagian besar enzim pencernaan bersifat hidrolitik. Ini bertanggung jawab untuk mempercepat pemecahan molekul kompleks dalam bolus.

Penguraian menghasilkan bentuk yang lebih sederhana yang mudah diserap oleh organisme. Enzim tidak hanya melayani fungsi vital dalam organisme tetapi juga kepentingan medis dan ekonomi.

Indeks artikel

Karakteristik

Enzim umumnya molekul protein besar dengan aktivitas yang diatur. Mereka semua memiliki bentuk 3D tertentu. Ini bekerja pada konsentrasi rendah.

Mereka tidak dimodifikasi selama reaksi, sehingga mereka dapat dipulihkan tanpa perubahan dalam struktur molekul atau proteinnya. Mereka dapat memproses substrat pada kecepatan variabel yang dapat melibatkan ribuan molekul per menit.

Mereka spesifik dan dapat didenaturasi dan / atau dipengaruhi oleh perubahan suhu, pH, konsentrasi substrat, antara lain.

Untuk bagian mereka, enzim hidrolitik adalah kelompok terbesar dari enzim yang diketahui. Ada lebih dari 200 hidrolase yang mengkatalisis reaksi yang memutuskan ikatan Karbon – Oksigen, Karbon – Nitrogen, Karbon – Karbon, Fosfor – Oksigen (Fosfor Anhidrida), bahkan ikatan Fosfor – Nitrogen.

Karakteristik penting lainnya dari enzim hidrolitik adalah spesifisitas substratnya yang luas dan bersifat stereoselektif.

Klasifikasi

Klasifikasi enzim hidrolitik didasarkan terutama pada sifat ikatan terhidrolisis, dan substrat. Terminologi taksonomi mendenominasikan hidrolase atau enzim hidrolitik untuk jenis enzim ini.

Di sisi lain, nama umum enzim terdiri dari akhiran -ase , misalnya kolinesterase, esterase, dan protease.

Terakhir, menurut International Union of Biochemistry and Molecular Biology, enzim diklasifikasikan menurut angka yang disebut EC (enzyme commission).

Hidrolase milik kelompok 3 (EC3). Ini pada gilirannya dibagi lagi menurut jenis ikatan yang mereka hidrolisis. Misalnya, jika enzim menghidrolisis amida linier, jumlahnya adalah EC3.5.1, dan jika menghidrolisis protease serin, jumlahnya adalah EC3.4.16.21.

Fungsi dalam tubuh manusia

kolinesterase

Kolinesterase adalah salah satu enzim hidrolitik paling penting yang diketahui. Ini menghidrolisis asetilkolin dan mengubahnya menjadi kolin dan asam asetat.

Reaksi spesifik ini bekerja setelah transmisi impuls saraf, menghentikan aksi molekul neurotransmiter (asetilkolin).

Enzim pencernaan

Salah satu reaksi enzimatik yang paling banyak dipelajari adalah degradasi makanan dalam organisme. Diketahui bahwa selama pencernaan enzim lipase bertanggung jawab untuk menghidrolisis lipid dan protease menyebabkan pemecahan protein untuk mendapatkan asam amino.

Enzim hidrolitik bertanggung jawab untuk memecah atau membagi molekul besar dan mengubahnya menjadi bentuk yang lebih sederhana. Molekul-molekul yang diperoleh akan digunakan dalam sintesis, ekskresi limbah atau sebagai sumber karbon untuk memperoleh energi.

Karakteristik luar biasa dari enzim hidrolitik pencernaan adalah bahwa mereka ekstraseluler dan mereka bercampur dengan makanan saat mereka melewati saluran pencernaan.

Enzim ini diproduksi oleh sel-sel yang melapisi lambung, usus, dan organ lain seperti pankreas.

Pencernaan seluler

Lisosom adalah protagonis utama pencernaan seluler. Ada lebih dari 50 enzim hidrolitik spesifik yang terkandung dalam struktur seluler ini.

Enzim ini memenuhi fungsi mencerna bahan organik kompleks , mengubahnya menjadi molekul yang lebih sederhana, misalnya sebagai: monosakarida atau asam amino.

Kegunaan

-Industri

Farmasi

Kemajuan teknologi dan ilmiah selama 20 tahun terakhir telah menghasilkan penemuan penting di bidang molekuler dari mekanisme operasi senyawa.

Dari enam jenis enzim yang diketahui, enzim hidrolitik paling banyak digunakan (60%) dalam proses biokatalitik industri farmasi.

Lipase adalah enzim hidrolitik yang mengubah triasilgliserol menjadi gliserol dan asam lemak bebas. Enzim ini digunakan, dalam industri farmasi, untuk mengembangkan prophenes (obat anti-inflamasi) yang bekerja melawan penyakit rheumatoid, arthritis, nyeri punggung bawah, dll.

Lipase lain digunakan untuk mengembangkan senyawa seperti kiral synthon (antijamur) dan lotrafiban, yang merupakan obat yang digunakan untuk mencegah episode trombotik.

Makanan

Saat ini, hidrolase adalah enzim penting dalam produksi berbagai produk makanan, karena banyak aplikasi yang mereka miliki di hampir semua proses industri saat ini.

Bidang minat yang terkait dengan penggunaan enzim hidrolitik adalah sintesis atau produksi biomassa lignoselulosa. Biomassa ini memiliki potensi besar dalam industri untuk mendapatkan biofuel.

Di sisi lain, protease, enzim yang mengkatalisis hidrolisis senyawa peptida, memiliki aplikasi yang tinggi dalam industri makanan, terutama dalam persiapan hidrolisat protein kedelai.

Mereka juga berfungsi untuk meningkatkan kualitas roti, pemanis, dalam mengurangi rasa pahit dari berbagai makanan, bahkan sebagai pelunak daging.

Industri pertanian menggunakan pektinase. Ini adalah sekelompok enzim yang mampu memecah polimer asam dan netral yang sangat bercabang (gugus pektin) yang ditemukan di dinding sel tanaman .

Pektinase yang paling banyak digunakan di tingkat pertanian industri berasal dari mikroorganisme yang disebut Aspergillus niger dan digunakan untuk fermentasi dalam kultur terendam dan fermentasi substrat padat.

Pektinase juga digunakan dalam produksi jus atau jus buah dan berfungsi untuk menurunkan kekeruhan atau memperjelas, meningkatkan kualitasnya. Mereka juga menggunakannya untuk produksi selai dan bubur buah.

Spesies mikroorganisme Aspergillus niger digunakan untuk memperoleh pektinase. Diambil dan diedit dari: Mogana Das Murtey dan Patchamuthu Ramasamy [CC BY-SA 3.0], melalui Wikimedia Commons.

Deterjen

Protease pencernaan telah dikenal untuk membersihkan pakaian sejak awal abad terakhir. Pada akhir abad terakhir, sebagian besar deterjen mengandung enzim pencernaan seperti amilase dan lipase.

Telah diketahui dengan baik bahwa penggunaan enzim-enzim ini dalam industri deterjen membuat proses pencucian menjadi lebih efisien. Mereka mengurangi penggunaan air, biodegradable dan memastikan pembersihan total.

Bacillus licheniformis dan Aspergillus flavus menghasilkan protease yang digunakan untuk produksi deterjen. Produk yang diperoleh digunakan untuk menghilangkan noda yang berasal dari protein seperti darah misalnya.

Jamur menghasilkan selulase. Selulase berfungsi sebagai deterjen untuk menghilangkan noda tanah atau sisa-sisa tanaman. Enzim lain seperti lipase digunakan untuk menghilangkan noda yang berasal dari oleat seperti minyak atau cat bibir. Jamur Aspergillus oryzae digunakan secara industri untuk menghasilkan enzim ini.

Referensi

  1. Enzim. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
  2. Enzim, Biokimia. Dipulihkan dari britannica.com.
  3. Pengantar Enzim Kelas 3: Hidrolase. Dipulihkan dari chem.uwec.edu.
  4. Hidrolase Diperoleh dari chemistryexplained.com.
  5. T. McKee & JR McKee (2003). Biokimia, edisi ketiga. Boston: McGraw-Hill.
  6. Enzim pencernaan. Dipulihkan dari sciencelearn.org.nz
  7. M. Hernais. Biokatalisis diterapkan untuk memperoleh obat dan produk dengan nilai tambah tinggi. Bab VI. Dipulihkan dari analesranf.com.
  8. Enzim dalam sabun cuci. Dipulihkan dari argenbio.org