Гидролазы

Гидролитические ферменты – важнейший класс ферментов, используемых при переработке пищевого сырья. Основной продукцией ферментной промышленности являются препараты гидролаз, таких как амилазы, протеазы, пектиназы, целлюлазы. Гидролитические ферменты используются преимущественно в начальной, наиболее трудоемкой стадии переработки органического сырья, когда необходимо расщепить структурные или запасные полимеры, фрагменты которых далее подвергаются трансформации под действием ферментов других классов.

Субстраты гидролитических ферментов – полисахариды, белки, липиды, нуклеиновые кислоты и другие природные соединения, содержащие «ангидридные» связи. Составляют основную массу органической материи на планете. Гидролиз – необходимая стадия круговорота этих соединений в природе. поэтому гидролитические реакции, как химические, так и ферментативные, происходят в больших масштабах в естественных условиях. Они имеют первостепенное значение и в решении многих прикладных задач.

Реакция гидролиза протекает по следующему уравнению:

RR₁+H–OH RH+R₁OH

В процессе ферментативного гидролиза происходит образование фермент-субстратного комплекса, который претерпевает внутримолекулярную перегруппировку под влиянием активного центра фермента. Катализированный разрыв ангидридной связи субстрата приводит к выделению из фермент-субстратного комплекса одного из продуктов реакции. Второй продукт выделяется после перегруппировок, связанных с присоединением молекулы воды.

Класс гидролаз – третий класс в номенклатуре ферментов – включает 11 подклассов. Ферменты подкласса 3.1 расщепляют сложноэфирные связи; 3.2 – гликозидные связи; 3.3 – эфирные связи; 3.4 – пептидные связи; 3.5– связи C–N, отличные от пептидных; 3.6 – кислотноангидридные связи; 3.7 связи С–С; 3.8 – галоидалкилные связи; 3.9 – связи P–N; 3.10 связи S–N; 3.11 – связи С–Р.

Наибольшее применение в процессах промышленного биокатализа нашли гидролазы подклассов 3.1, 3.2 и 3.4.