Wyjaśnienie procesu hydrolizy

Darren Hauck/Stringer/Getty Images

W najprostszej definicji hydroliza to reakcja chemiczna, w której do rozbicia wiązań danej substancji używana jest woda. W biotechnologii iw organizmach żywych substancje te są często polimerami (w uproszczeniu wiele podobnych molekuł może się ze sobą łączyć).

Słowo hydroliza pochodzi od słowa hydro, które po grecku oznacza wodę i liza, co oznacza „rozwiązać”. W praktyce hydroliza oznacza czynność oddzielania chemikaliów po dodaniu wody. Istnieją trzy główne rodzaje hydrolizy: hydroliza solna, kwasowa i zasadowa.

Hydrolizę można również uważać za dokładnie przeciwną reakcję do kondensacji, która jest procesem, w którym dwie cząsteczki łączą się w jedną większą cząsteczkę. Efektem końcowym tej reakcji jest to, że większa cząsteczka wyrzuca cząsteczkę wody.

3 popularne typy hydrolizy

Bilans 2018

Sole: Hydroliza występuje, gdy sól ze słabej zasady lub kwasu rozpuszcza się w cieczy. Gdy to nastąpi, woda samorzutnie jonizuje się w aniony wodorotlenkowe i kationy hydroniowe. Jest to najczęstszy rodzaj hydrolizy.Kwas: Woda może działać jako kwas lub zasada, zgodnie z teorią kwasu Bronsteda-Lowry'ego. W tym przypadku cząsteczka wody oddałaby proton. Być może najstarszym komercyjnie stosowanym przykładem tego typu hydrolizy jest zmydlanie, czyli tworzenie mydła.Baza: Ta reakcja jest bardzo podobna do hydrolizy dysocjacji zasad. Znowu, z praktycznego punktu widzenia, zasadą, która często dysocjuje w wodzie, jest amoniak.

Co to jest reakcja hydrolizy?

W reakcji hydrolizy obejmującej wiązanie estrowe, takie jak znajdujące się między dwoma aminokwasami w białku, cząsteczka jest rozszczepiana. Powstały produkt to rozszczepienie cząsteczki wody (H_dwaO) do OH i H+, które tworzą grupę hydroksylową (OH), a drugą, która staje się kwasem karboksylowym z dodatkiem pozostałego protonu wodoru (H+).

Reakcje w żywych organizmach

Reakcje hydrolizy w organizmach żywych są przeprowadzane za pomocą katalizy przez klasę enzymy znane jako hydrolazy. Reakcje biochemiczne, które rozkładają polimery, takie jak białka (będące wiązaniami peptydowymi między aminokwasami), nukleotydy, cukry złożone lub skrobia i tłuszcze, są katalizowane przez tę klasę enzymów. W tej klasie znajdują się odpowiednio lipazy, amylazy, proteinazy, hydrolizowane tłuszcze, cukry i białka.

Bakterie i grzyby rozkładające celulozę odgrywają szczególną rolę w produkcji papieru i innych codziennych zastosowaniach biotechnologicznych, ponieważ posiadają enzymy (takie jak celulazy i esterazy), które mogą rozkładać celulozę na polisacharydy (tj.polimerycząsteczek cukru) lub glukozy i rozkładają substancje lepkie.

Na przykład do ekstraktu komórkowego można dodać proteinazę w celu hydrolizy peptydów i wytworzenia mieszaniny wolnych aminokwasów.