הסבר על הידרוליזה בתהליך

בהגדרתו הפשוטה ביותר, הידרוליזה היא תגובה כימית בה משתמשים במים לפירוק קשריו של חומר מסוים.בביוטכנולוגיה ומבחינת אורגניזמים חיים, חומרים אלה הם לרוב פולימרים (במילים פשוטות, הרבה מולקולות דומות יכולות להצטרף זה לזה).

המילה הידרוליזה באה מהמילה הידרו, שהיא יוונית למים, ומליז, שפירושה "להתפרק". מבחינה מעשית, הידרוליזה פירושה פעולת הפרדת כימיקלים בעת הוספת מים.ישנם שלושה סוגים עיקריים של הידרוליזה: מלח, חומצה והידרוליזה בסיסית.

ניתן גם לחשוב על הידרוליזה כתגובה הפוכה בדיוק לעיבוי, שהוא התהליך שבו שתי מולקולות מתחברות ליצירת מולקולה אחת גדולה יותר. התוצאה הסופית של תגובה זו היא שהמולקולה הגדולה יותר מפליטה מולקולת מים.

• מלחים: הידרוליזה מתרחשת כאשר מלח מבסיס חלש או חומצה מתמוסס בנוזל. כאשר זה מתרחש, מים מייננים באופן ספונטני לתוך אניונים של הידרוקסיד ותאי הידרוניום. זהו הסוג הנפוץ ביותר של הידרוליזה.
• חומצה: מים יכולים לפעול כחומצה או כבסיס, על פי תורת החומצות ברונסטד-לורי. במקרה זה, מולקולת המים תסלק פרוטון. אולי הדוגמה הוותיקה ביותר שעסקה באופן מסחרי לסוג זה של הידרוליזה היא השתלה, היווצרות סבון.
instagram viewer
• בסיס: תגובה זו דומה מאוד להידרוליזה לניתוק בסיס. שוב, בנימה מעשית, בסיס שמתנתק לעתים קרובות במים הוא אמוניה.

בתגובת הידרוליזה המערבת קישור אסטר, כמו זה שנמצא בין שתי חומצות אמינו בחלבון, המולקולה מפוצלת. התוצר המתקבל הוא פיצול של מולקולת המים (H₂O) לתוך OH ו- H + היוצרים קבוצת הידרוקסיל (OH), ואחרת שהופכת לחומצה קרבוקסילית עם תוספת של פרוטון המימן שנותר (H +).

תגובות הידרוליזה באורגניזמים חיים מבוצעות בעזרת קטליזה על ידי קבוצה של אנזימים המכונה הידרולאזים. התגובות הביוכימיות המפרקות פולימרים, כמו חלבונים (שהם קשרי פפטיד) בין חומצות אמינו), נוקלאוטידים, סוכרים מורכבים או עמילן ושומנים מנותזים על ידי סוג זה של אנזימים. במסגרת כיתה זו נמצאים ליפאזים, עמילאזים, חלבוניאזים, שומנים הידרוליזים, סוכרים וחלבונים, בהתאמה.

חיידקים ופטריות משפילי תאית ממלאים תפקיד מיוחד בייצור נייר ובביוטכנולוגיה יומיומית אחרת יישומים מכיוון שיש להם אנזימים (כגון תאיות ואסטרזות) שיכולים לפרק תאית לפוליסכרידים (ii.e., פולימרים של מולקולות סוכר) או גלוקוזה, ושברו דבקים.

לדוגמא, ניתן להוסיף חלבון לתמצית תאים, להידרוז את הפפטידים ולייצר תערובת של חומצות אמינו חופשיות.