Hidrolase adalah kelas enzim hidrolitik yang biasanya digunakan sebagai katalis biokimia yang menggunakan air untuk memutus ikatan kimia untuk membagi molekul besar menjadi dua yang lebih kecil.
Hidrolase sangat penting bagi tubuh karena mereka mencerna molekul besar menjadi fragmen untuk sintesis, mengeluarkan bahan limbah, dan menyediakan sumber karbon untuk produksi energi, di mana banyak biopolimer dikonversi menjadi monomer.
Beberapa hidrolase dapat melepaskan energi ketika mulai berlaku. Sejumlah hidrolase, terutama protease, dihubungkan dengan membran biologis sebagai protein membran perifer atau ditempelkan melalui heliks transmembran tunggal. Beberapa lainnya adalah transmembran multi-bentang. Nama-nama hidrolase secara sistematis dibentuk sebagai “substrat hidrolase, sedangkan nama-nama yang umum diadopsi biasanya dalam bentuk” substrat. ”
Dalam biokimia, hidrolase mengkatalisis hidrolisis dari ikatan kimia seperti reaksi berikut:
Gambar 1. Reaksi hidrolisis dikatalisis oleh hidrolase.
Klasifikasi
Hidrolase termasuk dalam EC 3 dalam sistem klasifikasi EC dan selanjutnya dapat dikelompokkan ke dalam tiga belas subkelas berdasarkan ikatan yang mereka tindak lanjuti. EC 3.1 mewakili sejenis enzim yang memecah ikatan ester, yang disebut esterase.
Beberapa esterase umum termasuk nukleosidase, fosfatase, protease, dan lipase, di antaranya fosfatase memotong gugus fosfat dari molekul. Asetilkolin esterase adalah neurotransmitter ampuh untuk otot sukarela dan sebagai salah satu esterase yang paling penting berkontribusi pada transformasi impuls neuron menjadi asam asetat setelah ia mendegradasi asetilkolin menjadi kolin dan asam asetat.
Beberapa racun berbahaya seperti exotoxin dan saxitoxin dapat menghambat kerja cholinesterase, dan banyak agen saraf bereaksi dengan menghambat kemanjuran hidrolitik cholinesterase.
Nukleosidase mampu menghidrolisis ikatan nukleotida. Gliserida dapat dihidrolisis oleh lipase, yang juga memberikan kontribusi pada pemecahan lemak, lipoprotein dan molekul besar lainnya menjadi molekul yang lebih kecil seperti asam lemak yang digunakan untuk sintesis dan sebagai sumber energi.
Hidrolase dalam EC 3.2 terutama bertindak atas gula seperti DNA glikosilase dan glikosida hidrolase. Asam asetat telah menjadi perantara yang bagus untuk glikolisis yang dikatalisis oleh glikosidase yang memotong molekul gula menjadi karbohidrat dan peptidase menghidrolisis ikatan peptida.
EC 3.3 termasuk ikatan eter yang menghancurkan enzim. EC 3.4 mencakup hidrolase yang bertindak atas ikatan peptida seperti protease dan peptidase. Sebagai contoh, asilpeptida hidrolase sebagai anggota keluarga peptidase dapat mendeasetilasi N-terminus polipeptida yang diasetilasi.
Beberapa jenis hidrolase lainnya terdiri dari enzim yang memutuskan ikatan karbon-nitrogen, bukan ikatan peptida, asam anhidrida (asam anhidrida hidrolase, termasuk helikase dan GTPase), ikatan karbon-karbon, ikatan halida, ikatan fosfor-nitrogen, ikatan sulfur-nitrogen, ikatan karbon- ikatan fosfor, ikatan belerang-belerang, dan ikatan karbon-belerang, dengan nomor EC berurutan mulai dari 3,5 hingga 3,13.
Berbagai Fungsi Hidrolase
Hidrolase dapat berpartisipasi dalam berbagai prosedur biologis karena diversifikasi posisi akting mereka. Hidrolase yang diekspresikan oleh Lactobacillus jensenii dalam usus manusia dapat merangsang hati untuk mengeluarkan garam empedu yang memudahkan pencernaan makanan.
Telah disarankan bahwa aktivitas hidrolase garam empedu yang biasa ditemukan di antara mikrobiota usus dapat meningkatkan potensi pembentukan hidrogel dari garam empedu tertentu, yang kejadiannya dalam kondisi fisiologis usus manusia dianggap mampu meningkatkan potensi bakteri untuk menjajah saluran pencernaan dan tingkat kelangsungan hidup mereka di ceruk ekologi spesifik ini.
Selain itu, informasi baru tentang aktivitas hidrolase garam empedu pada bakteri dapat bermanfaat untuk secara lebih sadar memanfaatkan mikroorganisme hidup sebagai bahan tambahan makanan dan juga berfungsi sebagai panduan dalam pengembangan obat-obatan baru untuk pencegahan dan pengobatan gangguan pencernaan.
Asilpeptida hidrolase yang ditemukan dalam eritrosit manusia dapat berpotensi diperlakukan sebagai biomarker untuk pajanan organofosfor dosis rendah pada manusia. Glycoside hidrolase memainkan peran unik dalam berbagai proses biologis seperti metabolisme dinding sel, biosintesis glikans, pensinyalan, pertahanan tanaman, dan mobilisasi cadangan penyimpanan.
Telah ditemukan bahwa residu tunggal dalam GH32 tanaman, setara dengan Asp239 di AtcwINV1, tampaknya penting untuk stabilisasi sukrosa di situs aktif dan sangat diperlukan dalam menentukan spesifisitas donor sukrosa. Leukotriene A4 (LTA4) hidrolase dapat bertindak atas epoksida pada langkah terakhir dalam biosintesis leukotriene B4 yang menempati posisi dalam berbagai penyakit inflamasi akut dan kronis.
LTA4 hidrolase sebagai seng metaloenzim bifungsional adalah enzim yang signifikan dalam jalur 5-lioxygenase dan memiliki aktivitas pembelahan peptida. Nukleosida hidrolase memainkan peran sentral dalam jalur penyelamatan purin dan juga berfungsi sebagai target utama untuk eksplorasi obat anti-parasit.