Hydrolaser er klassifisert etter hvilken type kjemisk binding mellom A-B som blir brutt.
A–B + H2O → A–OH + B–H
Enzymreaksjoner er i prinsippet reversible slik at reaksjonen har også mulighet til å gå motsatt vei avhengig av substratkonsentrasjoner.
Esterbindinger
Esterbindinger blir spaltet av esteraser, fosfataser, fosfodiesteraser, lipaser og nukleaser.
Esteraser
Acetylkolinesterase i nevromuskulære synapser som spalter acetylkolin til acetat og kolin, karboksylesterase, kolesterol esterase, Acyl-CoA tioesterase, og buturylkolinesterase.
Fosfataser
Fosfataser katalyserer hydolyse av fosfoesterbindinger og frigir uorganisk fosfat i form av ortofosfat. Spalter en fosfosyremonoester til et fosfation og et alkohol i en defosforylering.
substrat–PO42- + H-OH → substrat–OH + HPO42-
Glukose-6-fosfatase og fructose-1,6-bisfosfatasesom deltar i glukoneogenese.
Proteinfosfataser spalter av en fosfatgruppe fra et protein som er fosforylert av en protein kinase.
Nukleotidaser hydrolyserer nukleotider som derved omdannes til et nukleosid og fosfation og opprettholder derved balansen mellom nukleotider og nukleosider.
Fosfodiesteraser
Fosfodiesteraser bryter hydrolyttisk fosfodisterbindinger og danner en stor familie med enzymer fosfodiesteraser: DNase, RNase, restriksjonsendonuklease, fosfolipase C, sfingomyelin fosfodisterase, autotaksin og syklisk nukleotid fosfodiesterase.
DNaser (deoksyribonuklease) er glykoprotein endonukleaser som foretar hydrolyttisk spalting av fosfodiesterbindingene i DNA og deltar derved i nedbrytningen av intracellulærtog ekstracellulært DNA. DNase I og DNase II har forskjellig substratspesifisitet. Ekstracellulær DNA (ecDNA) finnes blant annet i blodårer etter apoptose og nekrose og er festet til DNA-bindende proteiner.
RNase (ribonuklease) som gir hydrolyttisk kutt i RNA og deler det i to mindre deler og finnes både som eksoribonukleaser (RNase P/D/T/PH, eksonuklease I/II)) og endoribonukleaser (RNase A/G/H/P/T1-2/III) og innen hver av disse er det mange forskjellige undergrupper
Fosfolipase C er en fosfolipase som deltar i nedbrytning av fosfolipider, fjerner fosfatgruppen og gir diacylglycerol. Diacylglycerol virker som en sekundær budbringer.
Restriksjonsendonuklease (restriksjonenzymer) er enzymer hos bakterier og arkebakterier spalter sukker-fosfatkjeden på begge DNA trådene hydrolyttiski to deler på spesifikke gjenkjennelsessteder. Restriksjonsendonukleasene, er er flere enn 3000 forskjellige av dem, blir brukt i bakteriene til å bekjempe bakterievirus. Restriksjonsenzymene gjenkjenner spesifikke nukleotidsekvenser med fra fire til åtte baser hvor de lager et dobbelttrådbrudd i DNA . Noen av kuttstedene er palindromer som gir klebrige ender slik som EcoR1, andre lager et rett kutt uten klebrige ender som Sma1. Mange restriksjonsenzymer blir anvendt innenmolekylærbiologiske teknikker med spesifikt dobbelttrådkutt.
Syklisk neukleotid fosfodisterase (3’,5’-syklisk nukleotidfosfodiesterase) hydrolyserer nukleosid-3’,5’-syklisk fosfat til nukleosid-5’-fosfat
Nukleosid- 3′,5′-syklisk fosfat + H2O → nukleosid- 5′-fosfat
Enzymet regulerer mengden av flere nukleosid 3′,5′-syklisk fosfater som er viktige sekundære budbringere i metabolismen slik som syklisk AMP (cAMP) , syklisk GMP (cGMP), men også 3′,5′-syklisk UMP (cUMP) og 3′,5′-syklisk IMP (cIMP).
Sfingomyelin fosfodiesterase (nevral singomyelinase) er hydrolaser (SMase) som deltar i metabolismen av sfingolipider med omdanning sfingomyelin til fosfokolin og ceramid. Sfingomyelin fosfodiesterase finnes som fire hovedtyper: En sur form i lysosomer, nøytral form med eller uten magnesium (Mg2+) , en med zink (Zn2+) og en alkalisk form.
Autotaksin (ektonukleotid pyrofosfatase/fosfodiesterase 2, ENPP2) er et enzym som omformer lysofosfatidylkolin til signalmolekylet lysofosfatdinsyre (LPA) , tilsvarende fosfolipase D.
Peptidaser
Peptidbindinger i proteiner og peptider blir hydrolyttisk spaltet av proteaser og peptidaser. Peptidbinger i proteiner og peptider blir spaltet av proteaser og peptidaser til mindre peptider og aminosyrer. Endopeptidaser blir klassifisert etter hvor i aminosyresekvensen på proteinet den hydrolyttiske kløyvingen skjer. De blir kategorisert etter aminosyren ved kuttstedet som serin-, cystein-, aspartat- ,threonin-, eller gluatamat-proteaser Metalloproteser kutter ved zink (Zn2+). Asparagin peptid lyase foretar en elimineringsreaksjon i stedet for en hydrolyse. Hos eksopeptidaser er det én eller to terminale aminosyrer som avgjør den hydrolyttiske kuttingen. Eksopeptidaser som kutter fra N-terminal ende av proteinet og fjerner én eller to aminosyrer (dipeptid) kalles (dipeptidyl)aminopeptidaser. Eksopeptidaser som kutter i C-terminal ende av proteinet kalles karboksypeptidaser. Karboksypeptidasen bradykinin kutter ved C-terminal arginin og lysin.
Eksempler på endopeptidaser er kymotrypsin og trypsin i tolvfingertarmen. Pepsin er en sur protease som skilles ut i magesekken. Noen proteaser blir kløyvd av andre proteaser før de blir aktive. Trombin og plasmin er protaser i blodserum.
Elastase er en serin protease som som bryter ned de elastiske proteineene elastin og kollagen i bindevevet. Papain er en cystein-protease fra frukten papya (Carica papaya). Etter pH hvor enzymet har maksimal aktivitet kan proteaser deles i sure- nøytrale- eller basiske proteaser. Nøytrale endopeptidaser er glykoproteiner.
Aminopeptidase N er et ektoenzym og cystein-glycin dipeptidase og integrert membranprotein på plasmamembranen. Dipeptidylaminopeptidase 4 er en serin eksopeptidase. Angiotensinkonverterende enzym er en peptidyl peptidase A.
Protease inhibitorer er små proteiner som hemmer aktiviteten til proteaser.
Prtoeaser hos virus blir først laget som et proprotein.
Lipaser
Lipaser er en familie med enzymer som katalyserer hydrolyse av esterbindingene i fett i et grenselag mellom fett og vann og danner glycerol og frie fettsyrer. Lipaser finnes i bakterier, planter, sopp og dyr.
Fosfolipaser katalyserernedbrytning av fosfolipider.
Lipaser produsert og utskilt fra bukspyttkjertel ril tynntarmen deltar i nedbrytning av fett (triglycerider) i maten til glycerol og frie fettsyrer og absorbsjon av fettløselige vitaminer. En type lipaser er lokalisert til lysosomer.
Lipase finnes i lever som bryter ned fett i lipoprotein (LDL). I lipocttter i fettvev er det lipase som responderer på hormoner. Lipoprotein lipase finnes i endotel i blodåreveggen og bryter ned triglycerider i kylomikroner og i meget lavtetthetslipoproteiner (VLDL). Sfingomylinaser er hdyrolaser nedbrytning av sfingomyelin til fosfokolin og ceramid.
Glukosidaser
Alfa (α)glukosidaser er karbohydrat hydrolaser som hydrolyserer den terminale ikke-redusernde α-1,4-bindingen til glukose og frigir et molekyl glukose for eksempel i stivelse eller glykogen.
Beta(β)-glukosidaser enzym som høerer med til gruppen hydrolaser som kan dele opp polysakkarider. β-glukosidase finnes i lysosomer. Det er mange bakterier som inneholder β-glukosidase er et enzym i bakterier som deltar i nedbrytning av cellulose blant annet i kompost. I cellulose er glukoseenhetene bundet sammen i β-1,4-bindinger. β-glukosidase hydrolyserer cellobiose til to molekyler glukose.
Andre glukosidaser er cellulase som bryter ned cellulose og avgreiningsenzym som bryter α-1,6-bindinger i greiningspunktene i amylopektin i stivelse eller i glykoen.
Nedbrytning av cellulose skjer via β-glukosidaser, cellobiohydrolaser og endoglukanaser. O-glukosylhydrolaser hydrolyserer bindingen mellom to eller flere karbohydrater
Andre hydrolaser
Andre bindinger som kan bli enzymatisk hydrolyttisk spaltet av hydrolaser er eterbindinger, karbon-karbonbindinger, fosfor-nitrogenbindinger, svovel-nitrogenbindinger, karbon-fosforbindinger, svovel-svovelbindinger, karbon-svovelbindinger, karbon-nitrogenbindinger, men ikke peptidbindinger, samt eterbindinger.
Litteratur
Wikipedia