W najprostszej definicji hydroliza jest reakcją chemiczną, w której woda jest wykorzystywana do niszczenia wiązań konkretnej substancji.W biotechnologii i organizmach żywych substancje te są często polimerami (najprościej mówiąc, wiele podobnych cząsteczek może się łączyć).
Słowo hydroliza pochodzi od słowa hydro, które po grecku oznacza wodę, a liza oznacza „rozluźnić”. W praktyce hydroliza oznacza oddzielanie substancji chemicznych po dodaniu wody.Istnieją trzy główne typy hydrolizy: hydroliza soli, kwasu i zasady.
Hydrolizę można również uważać za dokładnie przeciwną reakcję niż kondensacja, czyli proces, w którym dwie cząsteczki łączą się, tworząc jedną większą cząsteczkę. Efektem końcowym tej reakcji jest to, że większa cząsteczka wyrzuca cząsteczkę wody.
3 popularne typy hydrolizy
- Sole: Hydroliza zachodzi, gdy sól ze słabej zasady lub kwasu rozpuszcza się w cieczy. Gdy to nastąpi, woda spontanicznie jonizuje się w aniony wodorotlenkowe i kationy hydroniowe. Jest to najczęstszy rodzaj hydrolizy.
- Kwas: Woda może działać jako kwas lub zasada, zgodnie z teorią kwasu Bronsteda-Lowry'ego. W takim przypadku cząsteczka wody oddaje proton. Być może najstarszym komercyjnie stosowanym przykładem tego rodzaju hydrolizy jest zmydlanie, tworzenie mydła.
- Baza: Ta reakcja jest bardzo podobna do hydrolizy w celu dysocjacji zasad. Ponownie, z praktycznego punktu widzenia, bazą, która często dysocjuje w wodzie, jest amoniak.
Co to jest reakcja hydrolizy?
W reakcji hydrolizy z udziałem wiązania estrowego, takiego jak ten znaleziony między dwoma aminokwasami w białku, cząsteczka jest podzielona. Powstały produkt jest rozłamem cząsteczki wody (H2O) w OH i H +, które tworzą grupę hydroksylową (OH), i inną, która staje się kwasem karboksylowym z dodatkiem pozostałego protonu wodorowego (H +).
Reakcje w żywych organizmach
Reakcje hydrolizy w żywych organizmach są przeprowadzane za pomocą katalizy przez klasę enzymy znany jako hydrolazy. Reakcje biochemiczne, które rozkładają polimery, takie jak białka (które są wiązaniami peptydowymi) między aminokwasami), nukleotydy, cukry złożone lub skrobia, a tłuszcze są katalizowane przez tę klasę enzymy. W tej klasie znajdują się odpowiednio lipazy, amylazy, proteinazy, zhydrolizowane tłuszcze, cukry i białka.
Bakterie i grzyby degradujące celulozę odgrywają szczególną rolę w produkcji papieru i innej codziennej biotechnologii ponieważ mają enzymy (takie jak celulazy i esterazy), które mogą rozbijać celulozę na polisacharydy (ii.e. polimery cząsteczek cukru) lub glukozy i rozkładają lepki.
Na przykład proteinazę można dodać do ekstraktu komórkowego, aby zhydrolizować peptydy i wytworzyć mieszaninę wolnych aminokwasów.