هيدرولاز أو هيدروليز (Hydrolase) هو عبارة عن أنزيماتٍ تقوم وظيفتها على تفكيك الروابط الكيميائية وانشقاقها عن بعضها البعض؛ حيثُ تقوم هذه الأنزيمات مُستخدمةً الماء بتفكيك وتقسيم الجزيئات الكبيرة إلى أُخرى أصغر منها. ولهذه العملية أهمية كبيرة بالنسبة للجسم، فهي تهضم وتحول الجزيئات الكبيرة إلى أُخرى يستطيع الجسم تركيبها مرة ثانية، كما أنّها مصدر مهم للطاقة لكونها مصدر أساسي للكربون اللازم لتصنيع الطاقة.

ومن أهم الفوائد التي تقدمها أنزيمات هيدرولاز بشكلٍ خاص للكيمياء العضوية، والتي لا نستطيع الاستغناء عن ذكرها:

  • إلى جانب التحلل المائي فإنّها تحفز العديد من التفاعلات التي لها صلة بالتكثيف أي عكس الحلمأة (التحلل المائي)، وتحلل الكحول حيث يتم الانقسام عبر الكحول بدلًا من الماء، كما أنّها لا تتطلب عوامل مساعدة خارجية وهي نشطة في المذيبات العضوية والقابلة للامتزاج مثل أنزيمات الليباز، والإستيراز، والبروتياز.
  • تتدخل أنزيمات هيدرولاز في عددٍ من الأمور الحيوية والبيولوجية التي تجري داخل الجسم؛ فمنها من يتدخل في تيسير عملية الهضم وذلك عبر تحسين أعمال الكبد والأمعاء مثل هيدرولاز لاكتوباليسوس جينسيني، كما أنّ بعض الأنزيمات الأخرى لها دور كبير في معالجة بعض الأمراض المزمنة مثل الالتهابات القوية وغيرها.
  • بشكلٍ عام يكون هيدرولاز بصورة غير منقسمة عن الخلية ومتماسك داخلها وسيؤدي انقسامه عنها دون سابق إنذار إلى تدهور الخلية وتحطمها.
  • ومن أشهر تطبيقات واستخدامات هذا النوع من الأنزيمات في الكيمياء الدقيقة هو التحليل الذي يحفزه الليباز لإستر فينيل غليسيديل وهذا الأمر أدى إلى طليعة ديلتيازيم وهو دواءً القلب والأوعية الدموية الذي وُصف في عام 1989 والذي لاقى نجاحًا كبيرًا حينها.

وينتمي هذا النوع من الأنزيمات إلى EC3 في نظام التصنيف الخاص بالأنزيمات Enzyme Commission Number. وتنقسم الهيدرولات بدورها إلى ما يقارب 13 فئة اعتمادًا على الروابط الكيميائية التي تقوم بتفكيكها وعلى وظيفتها؛ فمثلًا يُعبر EC3.1 عن فئة تحتوي على عددٍ من الأنزيمات ذات الوظائف المختلفة مثل الأستريزات أو Esterase التي تنفرد في تفكيك الروابط الخاصة بالأستر.

ويوجد أنواع عديدة للأستريزات أشهرها Lipases الليباز الذي يُستخدم بشكلٍ واضح في التطبيقات الغذائية كما أنّه يدخل في عددٍ من التطبيقات في مجالات الكيمياء الدقيقة، و Nucleosidases نوكليوسيديز، كما تحتوي هذه الفئة على النيوكلوزيدات التي تحلل روابط النيوكليوتيدات مما يُساعد على تحلل الجزيئات الكبيرة جداً مثل الدهون وبروتيناتها.

أمّا الفئة EC 3.2 فهي تحتوي على الهيدرولات التي تقوم بتحليل وتفكيك السكريات الموجودة في الجسم حيثُ يقوم الجليكوسيداتاز بتحفيز السكر مما يؤدي إلى تحلله ليأخذ شكل كربوهيدرات.

والفئات الأخرى فبعضها يقوم بتكسير وتفكيك الروابط المختلفة مثل روابط الكبريت والنتروجين، وروابط الكربون والنتروجين والعديد غيرها، في حين يقوم البعض الآخر بتدمير الأنزيمات باحتوائه على الأثير المسؤول عن ذلك، وعلى هذا المنوال تكون لكل فئة وظيفة خاصّة بها.

أكمل القراءة

الهيدرولاز (Hydrolase) هي عبارة عن أنزيمات تستخدم كمحفزات كيميائية مستخدمة الماء لكسر الرابطة الكيميائية لتقسيم الجزيء الكبير إلى جزيئين صغيرين، وهي مهمة في الجسم إذ تهضم الجزيئات الكبيرة وتحولها إلى بقايا لتركيبها من جديد وتفرز النفايات أيضًا وتوفر مصدر للكربون الضروري لإنتاج الطاقة، كما أن عدد من الهيدرولات يرتبط بالأغشية البيولوجية (خاصةً البروتياز) كالغشاء البروتيني المحيطي أو تلتصق بحلزون غشاء واحد، والبعض الآخر عبارة عن غشاء متعدد الامتدادات.

الهيدرولاز يوجد في الجسيم الحال للخلية، وله خاصية حمضية إذ تبلغ درجة حموضته 5 عندما يفعّل، يحفظ الأنزيم داخل الجسيم الحال بطريقة شديدة ومسيكة حيث خروجه بطريقة فجائية سيؤدي إلى تحطم الخلية، وفي الكيمياء الحيوية يحفز الهيدرولاز التحلل المائي لرابطة كيميائية بالشكل التالي:

هيدرولاز

هذه الهيدرولات تنتمي إلى EC 3 في نظام تصنيفEC، ويمكن تصنيفها أيضًا إلى 13 فئة فرعية بالاعتماد على الروابط التي تعمل عليها، حيث يمثل EC 3.1 نوع من الإنزيمات التي تمزق روابط الاستر والتي تسمى استريزات (esterases)، ومن هذه الإستريزات الشائعة هي النوكليوسيديز (nucleosidases) والفوسفاتيز (phosphatases) والبروتياز (proteases) والليباز (lipases) ومنها الفوسفاتيز (phosphatases) التي تقطع مجموعات الفوسفات من الجزيئات، والأستيل كولين أستريز ( Acetylcholine esterase) وهو ناقل عصبي قوي للعضلات يساهم في تحويل نبض الخلايا العصبية إلى حمض أسيتيك وذلك بعد تحليل الأستيل كولين إلى كولين وحمض الأسيتيك.

النيوكليوزيدات تعمل على التحليل المائي لروابط النيوكليوتيدات، والجليسريدات تُحلل بواسطة الليباز مما يساهم أيضًا في تفتيت الدهون والبروتينات الدهنية وغيرها من الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات أصغر كالأحماض الدهنية والتي تستخدم في التركيب وكمصدر للطاقة،

أما الهيدرولات في EC 3.2 تعمل بشكل أساسي على تحليل السكريات كالجليكوزيلاز DNA (DNA glycosylases) وهيدرولاز جليكوسيد (glycoside)، إذ أن حمض الخليك يعمل وسيطًا لتحلل السكر بتحفيزه بواسطة الجليكوسيداتاز الذي يقطع جزيئات السكر إلى كربوهيدرات، والبيبتيداتاز (peptidases) يحلل روابط الببتيد، في حين الهيدرولات  EC 3.3 تشمل روابط الأثير التي تدمر الإنزيمات.

كما تغطي الهيدرولات  EC 3.4 التي تحلل روابط الببتيد مثل البروتياز والببتيدات، وبعض أنواع الهيدرولات الأخرى والتي أرقامها تتراوح بالتتابع من 3.5 إلى 3.13 تحتوي على إنزيمات تكسر روابط الكربون – النيتروجين وحمض الأنهيدريد وروابط الكربون-الكربون وروابط الهاليد وروابط الفوسفور – النيتروجين وروابط الكبريت – النيتروجين وروابط الكبريت – الكبريت.

تشارك الهيدرولات بشكل عام في مجموعة متنوعة من الإجراءات البيولوجية بسبب تنوعها في موقف التمثيل، إذ أن الهيدرولاز الذي يسمى (Lactobacillus jensenii) من الممكن أن يحفز الكبد على إفراز الأملاح الصفراء التي تسهل هضم الطعام، كما أن نشاط هيدرولاز الملح الصفراوي الموجود بشكل شائع بين الجراثيم المعوية من الممكن أن يزيد من تكوين الهيدروجيل في الأملاح الصفراوية.

وهيدرولاز الأكليبيبتيد (Acylpeptide hydrolase) الموجود في كريات الدم الحمراء يمكن أن يعالج كمؤشر حيوي للتعرض لجرعة منخفضة من الفوسفور العضوي، وكذلك هيدرولاز جليكوسيد يلعب دورًا فريدًا في العمليات البيولوجية المختلفة كالتمثيل الغذائي لجدار الخلية والإشارات والدفاع عن النبات وتعبئة احتياطيات التخزين، وبالإضافة لقيام هيدرولاز الليكوترين A4 (LTA4) بتمثيل الإيبوكسيد والذي هو الخطوة الأخيرة في التخليق الحيوي لليوكوترين B4 والذي له دورًا في العديد من الأمراض الالتهابية الحادة والمزمنة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما معنى هيدرولاز"؟