Sự thủy phân thể hiện sự phân tách một hợp chất hóa học thành các hợp chất hóa học nhỏ hơn phân tử với sự bao gồm của nước. Quá trình thủy phân đóng một vai trò quan trọng trong cả lĩnh vực vô cơ và sinh học. Trong cơ thể sống, sự phân cắt thủy phân xảy ra dưới ảnh hưởng của enzyme.
Sự thủy phân là gì?
Sự thủy phân thể hiện sự phân cắt một hợp chất hóa học thành các hợp chất hóa học nhỏ hơn phân tử với sự bao gồm của nước. Trong cơ thể sống, sự phân cắt thủy phân xảy ra dưới ảnh hưởng của enzyme. Trong quá trình thủy phân, các hợp chất hóa học được tách thành các hợp chất nhỏ hơn phân tử bằng cách hấp thụ nước. Điều này đúng trong cả lĩnh vực vô cơ và sinh học. Trong quá trình này, một phần phân tử kết hợp với nhóm hydroxyl (nhóm OH) và một phần phân tử khác kết hợp với khinh khí ion (H +). Để có được các phân tử trung hòa, điện tử của nhóm hydroxyl chính thức di chuyển đến proton. Những phản ứng này thường không xảy ra trong một bước. Trong các phản ứng đơn giản, chỉ cần một vài bước là cần thiết, trong khi các chuyển đổi phức tạp luôn cần chất xúc tác, chất này không thay đổi sau khi tất cả các bước phản ứng đã hoàn thành. Trong sinh học, quá trình thủy phân thường liên quan đến sự phân hủy các hợp chất cao phân tử hoặc phức hợp. Ba chất dinh dưỡng quan trọng nhất carbohydrates (polysacarit), chất béo hoặc protein bị thủy phân phân hủy. Trong các hệ thống sống, các phản ứng luôn diễn ra với sự hiện diện của enzyme. Các enzym đại diện cho các chất xúc tác, có sẵn một lần nữa không thay đổi sau quá trình phân cắt thủy phân và sẵn sàng cho phản ứng tiếp theo. Sự đảo ngược của quá trình thủy phân tạo ra nước và được gọi là sự ngưng tụ.
Chức năng và nhiệm vụ
Hydrolys là một trong những phản ứng cơ bản trong hệ thống sinh học. Chúng đảm bảo rằng các phân tử sinh học lớn liên tục được chuyển đổi thành các đơn phân để sử dụng trong việc xây dựng các chất nội sinh hoặc thông qua sự phân hủy của chúng, để cung cấp năng lượng cho cơ thể. Do đó, quá trình thủy phân đóng một vai trò trung tâm trong cơ thể. Ví dụ, sau khi ăn, các chất dinh dưỡng quan trọng carbohydrates, chất béo và protein được chia nhỏ thành các thành phần riêng lẻ của chúng bằng cách thủy phân. Trong trường hợp carbohydrates, ví dụ, phân tích của polysacarit vào monome glucose diễn ra với nước hấp thụ. Chất béo đại diện glixerol được ester hóa với axit béo. Sự phân tách thủy phân tạo ra cá thể axit béo và glixerol. Protein là các chuỗi liên kết peptid amino axit được thủy phân phân cắt thành các axit amin riêng lẻ trong quá trình tiêu hóa. Enzyme tham gia vào tất cả các phản ứng thủy phân trong cơ thể. Enzyme là các protein hỗ trợ xúc tác cho các phản ứng. Sau khi thủy phân, các enzym có mặt không thay đổi. Quá trình thủy phân không chỉ xảy ra trong quá trình tiêu hóa thức ăn. Các phản ứng thủy phân và ngưng tụ diễn ra liên tục trong cơ thể như một phần của quá trình trao đổi chất tổng thể. Enzyme xúc tác quá trình thủy phân được gọi là hydrolase. Lần lượt các hydrolase có thể được chia thành peptidase, esterase hoặc glycosidase. Trong số những thứ khác, peptidase phân hủy protein để tạo thành từng amino axit. Mặt khác, Esterase có thể phân hủy chất béo thành axit béo và glixerol. Trong trường hợp này, chúng là lipase. Glycosidase phá vỡ các hợp chất glycosidic. Đây là một trong hai polysacarit, trong đó một số đường các phân tử được liên kết glycosid hoặc các hợp chất có liên kết glycosidic giữa một gốc đường và một gốc không đường. Do đó, glycosidase bao gồm amylaza, chuyển hóa tinh bột thành glucose. Các hydrolase khác bao gồm phosphatase và nuclease. Các photphataza phân cắt thủy phân phốt phát các nhóm. Một ví dụ điển hình của phản ứng này là chuyển đổi ATP (adenosine triphosphat) thành ADP (adenosine diphosphat). Nhìn chung, quá trình thủy phân luôn tiến hành giải phóng năng lượng. Điều này đặc biệt rõ ràng trong phản ứng của ATP với ADP. Điều này là do sự chuyển đổi này cung cấp năng lượng được lưu trữ trước đó trong ATP cho các phản ứng sinh hóa khác, sinh nhiệt hoặc chuyển động cơ học. Các nucleaza là nguyên nhân gây ra sự suy thoái hoàn toàn của axit nucleic. Chúng lại được chia thành ribonucleases và deoxyribonucleases. Cả hai nhóm enzym thủy phân đều phân cắt các liên kết phosphodiester trong phân tử axit nucleic để tạo thành các nucleotide riêng lẻ.
Bệnh tật và rối loạn
Bởi vì phản ứng thủy phân liên tục xảy ra trong cơ thể con người, nhiều loại bệnh cũng có thể xảy ra trong bối cảnh này. Khó tiêu và nhiều phản ứng trung gian trong quá trình trao đổi chất đại diện cho phản ứng thủy phân. Có các enzym đặc biệt cho mỗi bước phản ứng. Tuy nhiên, các enzym là những protein mà chức năng của chúng cũng có thể bị hạn chế bởi những thay đổi di truyền. Sự thất bại hoặc thiếu hụt của bất kỳ enzym riêng lẻ nào có thể gây ra hậu quả chết người cho sức khỏe. Enzyme đôi khi phải có mặt với số lượng lớn để toàn bộ cơ quan cần thiết cho quá trình bài tiết của chúng. Điều này đúng với enzim tiêu hóa của tuyến tụy, trong số những người khác. Tuyến tụy sản xuất chủ yếu là lipase và peptidase. Nó chịu trách nhiệm phần lớn trong việc tiêu hóa bã thức ăn từ dạ dày. Chất béo và protein được chia thành các thành phần riêng lẻ của chúng. Cơ thể hấp thụ amino axit, axit béo, glycerol và glucose được hình thành thông qua ruột non. Trong các bệnh của tuyến tụy, các khiếu nại tiêu hóa lớn xảy ra với tiêu chảy, đầy hơi và nghiêm trọng đau bụng. Do thiếu sự phân hủy chất béo, phân có chất béo có thể xảy ra. Ở dạng cấp tính của viêm tụy, thậm chí có thể xảy ra hiện tượng tự tiêu của tuyến tụy với hậu quả gây tử vong. Do nhiều nguyên nhân khác nhau, dòng chảy tự do của dịch tiêu hóa vào ruột non có thể bị xáo trộn. Chúng tích tụ trong tuyến tụy và phân giải hoàn toàn. Trong các dạng mãn tính của viêm tụy, cũng có sự hòa tan từng phần không đổi. Một ví dụ khác về một căn bệnh liên quan đến quá trình thủy phân được đại diện bởi các ty thể. Do rối loạn tổng hợp ATP, các phản ứng cung cấp năng lượng của ATP thành ADP chỉ có thể diễn ra ở một mức độ hạn chế. Các ty thể tự biểu hiện trong mãn tính mệt mỏi và suy nhược, trong số các triệu chứng khác.
