Yksinkertaisimmassa määritelmässä hydrolyysi on kemiallinen reaktio, jossa vettä käytetään hajottamaan tietyn aineen sidokset.Bioteknologiassa ja elävien organismien suhteen nämä aineet ovat usein polymeerejä (yksinkertaisesti sanottuna, monet samanlaiset molekyylit voivat liittyä toisiinsa).
Sana hydrolyysi tulee sanasta hydro, joka on kreikan kielellä vesi, ja hajotukseen, joka tarkoittaa "sitoutumattomuutta". Käytännössä hydrolyysillä tarkoitetaan kemikaalien erottumista, kun vettä lisätään.Hydrolysointia on kolme päätyyppiä: suola-, happo- ja emäshydrolyysi.
Hydrolyysiä voidaan myös ajatella tarkalleen vastakkaisena reaktiona kondensoitumiselle, mikä on prosessi, jossa kaksi molekyyliä yhdistyvät muodostaen yhden suuremman molekyylin. Tämän reaktion lopputulos on, että suurempi molekyyli purkaa vesimolekyylin.
3 yleisiä hydrolyysityyppejä
- suolat: Hydrolyysi tapahtuu, kun heikon emäksen tai hapon suola liukenee nesteeseen. Kun tätä tapahtuu, vesi ionisoituu spontaanisti hydroksidi-anioneiksi ja hydroniumkationeiksi. Tämä on yleisin hydrolyysityyppi.
- happo: Vesi voi toimia hapana tai emäksenä Bronsted-Lowry-happoteorian mukaan. Tässä tapauksessa vesimolekyyli antaisi protonin pois. Ehkä vanhin kaupallisesti harjoitettu esimerkki tällaisesta hydrolyysistä on saippuoituminen, saippuan muodostuminen.
- pohja: Tämä reaktio on hyvin samanlainen kuin hydrolyysi emäksen dissosiaatioon. Jälleen käytännöllisessä mielessä emäs, joka dissosioituu usein vedessä, on ammoniakki.
Mikä on hydrolyysireaktio?
Hydrolysointireaktiossa, johon liittyy esterilinkki, kuten sellainen, joka löytyy proteiinista kahden aminohapon välillä, molekyyli jaetaan. Tuloksena oleva tuote on halkaistu vesimolekyyli (H2O) OH: ksi ja H +: ksi, jotka muodostavat hydroksyyli (OH) -ryhmän, ja toisesta, josta tulee karboksyylihappo lisäämällä jäljellä oleva vetyprotoni (H +).
Reaktiot elävissä organismeissa
Elävien organismien hydrolyysireaktiot suoritetaan katalyytin avulla luokan entsyymit tunnetaan hydrolaaseina. Biokemialliset reaktiot, jotka hajottavat polymeerejä, kuten proteiineja (jotka ovat peptidisidoksia aminohappojen välillä), nukleotidit, kompleksiset sokerit tai tärkkelys ja rasvat katalysoivat tätä luokkaa entsyymejä. Tähän luokkaan kuuluvat vastaavasti lipaasit, amylaasit, proteinaasit, hydrolysoidut rasvat, sokerit ja proteiinit.
Selluloosaa hajottavilla bakteereilla ja sienillä on erityinen rooli paperinvalmistuksessa ja muussa jokapäiväisessä bioteknologiassa sovelluksia, koska niillä on entsyymejä (kuten sellulaaseja ja esteraaseja), jotka voivat hajottaa selluloosan polysakkaridiksi (II.E., polymeerit sokerimolekyylejä) tai glukoosia ja hajottaa tahmoja.
Esimerkiksi proteinaasia voitaisiin lisätä solu-uutteeseen peptidien hydrolysoimiseksi ja vapaiden aminohappojen seoksen tuottamiseksi.