Skip to main content
Global

2.25: סינתזה של מקרומולקולות ביולוגיות - הידרוליזה

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    209821

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מטרות למידה
    • הסבר תגובות הידרוליזה

    פולימרים מתפרקים למונומרים בתהליך המכונה הידרוליזה, שפירושו "לפצל מים", תגובה שבה משתמשים במולקולת מים במהלך הפירוק. במהלך תגובות אלה, הפולימר נשבר לשני מרכיבים. אם הרכיבים אינם מיוננים, חלק אחד מקבל אטום מימן (H-) והשני מקבל קבוצת הידרוקסיל (OH—) ממולקולת מים מפוצלת. זה מה שקורה כאשר מונוסכרידים משתחררים מפחמימות מורכבות באמצעות הידרוליזה.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): תגובת הידרוליזה המייצרת מוצרים לא מיוננים.: בתגובת ההידרוליזה המוצגת כאן, המלטוז הדו-סוכר מתפרק ליצירת שני מונומרים של גלוקוז בתוספת מולקולת מים. גלוקוז אחד מקבל קבוצת הידרוקסיל באתר הקשר הקוולנטי לשעבר, הגלוקוז השני מקבל אטום מימן. זהו ההפך מתגובת סינתזת ההתייבשות המצטרפת לשני המונומרים הללו.

    אם הרכיבים מיוננים לאחר הפיצול, חלק אחד צובר שני אטומי מימן ומטען חיובי, החלק השני מקבל אטום חמצן ומטען שלילי. זה מה שקורה כאשר חומצות אמינו משתחררות משרשראות חלבון באמצעות הידרוליזה.

    figure-03-01-02A.jpg
    איור\(\PageIndex{1}\): תגובת הידרוליזה המייצרת מוצרים מיוננים.: בתגובת ההידרוליזה המוצגת כאן, הדיפפטיד מתפרק ליצירת שתי חומצות אמינו מיוננות בתוספת מולקולת מים. חומצת אמינו אחת מקבלת אטום חמצן ומטען שלילי, חומצת האמינו השנייה מקבלת שני אטומי מימן ומטען חיובי. זהו ההפך מתגובת סינתזת ההתייבשות המצטרפת לשני המונומרים הללו.

    תגובות אלו עומדות בניגוד לתגובות סינתזת התייבשות (המכונה גם עיבוי). בתגובות סינתזת התייבשות נוצרת מולקולת מים כתוצאה מיצירת קשר קוולנטי בין שני רכיבים מונומריים בפולימר גדול יותר. בתגובות הידרוליזה נצרכת מולקולת מים כתוצאה משבירת הקשר הקוולנטי המחזיק שני מרכיבים של פולימר.

    תגובות התייבשות והידרוליזה הן תגובות כימיות המזרזות, או "מזרזות", על ידי אנזימים ספציפיים; תגובות התייבשות כרוכות ביצירת קשרים חדשים הדורשים אנרגיה, בעוד שתגובות הידרוליזה שוברות קשרים ומשחררות אנרגיה.

    בגופנו, המזון עובר הידרוליזה תחילה, או מתפרק, למולקולות קטנות יותר על ידי אנזימים קטליטיים במערכת העיכול. זה מאפשר ספיגה קלה של חומרים מזינים על ידי תאים במעי. כל מקרומולקולה מתפרקת על ידי אנזים ספציפי. לדוגמה, פחמימות מתפרקות על ידי עמילאז, סוכרז, לקטאז או מלטאז. חלבונים מתפרקים על ידי האנזימים טריפסין, פפסין, פפטידאז ואחרים. ליפידים מתפרקים על ידי ליפאזים. ברגע שהמטבוליטים הקטנים יותר הנובעים מאנזימים הידרוליטיים אלה נספגים על ידי תאים בגוף, הם מתפרקים עוד יותר על ידי אנזימים אחרים. פירוק המקרומולקולות הללו הוא תהליך כולל של שחרור אנרגיה ומספק אנרגיה לפעילות הסלולרית.

    נקודות מפתח

    • תגובות הידרוליזה משתמשות במים כדי לפרק פולימרים למונומרים והיא ההפך מסינתזת התייבשות, היוצרת מים בעת סינתזה של פולימר ממונומרים.
    • תגובות הידרוליזה שוברות קשרים ומשחררות אנרגיה.
    • מקרומולקולות ביולוגיות נבלעות ועוברות הידרוליזה במערכת העיכול ליצירת מולקולות קטנות יותר שיכולות להיספג על ידי תאים ואז להתפרק עוד יותר כדי לשחרר אנרגיה.

    מונחי מפתח

    • אנזים: חלבון כדורי המזרז תגובה כימית ביולוגית
    • הידרוליזה: תהליך כימי של פירוק הכולל פיצול קשר על ידי הוספת מים.
    תרגיל \(\PageIndex{1}\)
    1. מהן מקרומולקולות ביולוגיות? ציין את ארבעת הכיתות העיקריות.
    2. מקרומולקולות ביולוגיות הן אורגניות. מה זה אומר?
    3. מה הם מונומרים? מה הם פולימרים?
    4. הסבר את התהליך "סינתזת התייבשות". האם יש שם אחר לתהליך זה? להסביר.
    5. הסבר את איור 1 במילים שלך.
    6. תן דוגמה כיצד עיבוי יכול ליצור פחמימות שונות.
    7. הסבר את תהליך ההידרוליזה.
    8. הסבר את איור 2 במילים שלך.
    9. איזה תפקיד ממלאים אנזימים בהידרוליזה ועיבוי? להסביר.
    10. בגופנו המזון עובר הידרוליזה, או מתפרק למולקולות קטנות יותר. תסביר מדוע.
    11. פירוק המקרומולקולות מספק...
    12. צור טבלת השוואה כדי לציין את האנזימים המפרקים פחמימות, חלבונים ושומנים.

    תרומות וייחוס