Гидролазы, класс ферментов, катализирующих гидролиз. Могут действовать
на сложноэфирные и гликозидные связи, на связи С—О в простых эфирах. С—S
в сульфидах, С—N в пептидах, и др.
Наиб. группу ферментов, расщепляющих гликозидные связи, представляют
те, которые катализируют гидролиз олиго- и полисахаридов. например амилазы,
лизоцими нейраминидазаМногие гидролазы этого подкласса специфичны
к положению гликозидной связи и к конфигурации аномерного атома С углевода.
Ферменты, катализирующие гидролиз связи С—N в пептидах и белках (пептидгидролазы),-
самая многочисленная группа гидролаз. К ним относятся ферменты, отщепляющие одну
или две аминокислоты с N- или С-конца полипептидной цепи (напр., аминопептидазы,
карбоксипептидазы), а также эндопептидазы, или протеиназы, расщепляющие
цепь вдали от концевых остатков. Последние классифицируют не по специфичности
к субстрату, как остальные Гидролазы, а по типу каталитически активных групп в
активном центре. В соответствии с этим различают сериновые, тиоловые, карбоксильные
и металлзависимые протеиназы. Пептидгидролазы играют важную роль не только
в катаболизме белков и пептидов, но и в биол. регуляции (гормональной регуляции,
активации проферментов, регуляции кровяного давления и солевого обмена
и т.д.).
Гидролазы, расщепляющие связь элемент-кислород в ангидридах неорг. кислот, действуют
гл. обр. на фосфоангидридные связи в нуклеозиддифосфатах и нуклеозидтрифосфатах.
В эту группу входят, например, фосфатазы.
Разрыв связи С—С в 3-оксокарбоновых кислотах катализируется, например, оксалоацетазой,
превращающей ацетилщавелевую кислоту в щавелевую и уксусную. Др. подклассы
Гидролазы известны своими очень немногочисленными представителями.
Гидролазы-белки с мол. м. от 10-15 тыс. до 200-300 тыс. Они проявляют свою
каталитич. активность, как правило, в отсутствие к.-л. кофакторов; лишь
в некоторых случаях необходимы ионы металлов-гл. обр. Zn2+ , Co2+
, Ca2+ , Mg2+ . Для небольшого числа Гидролазы известна
первичная, а для некоторых и пространств. структура молекулы (напр., для
лизоцима, пепсина. трипсина. химотрипсина). Отмечено значит. сходство
структуры ферментов одного подкласса, особенно в области активного центра.
Так, мн. протеиназы имеют в активном центре одинаковую последовательность
аминокислот: Gly Asp Ser Gly Gly Pro (обозначения см. в ст. Аминокислоты).
Близкое строение имеет и активный центр ряда эстераз.
Каталитически активными группами в гидролазах являются: группа ОН остатка серина
в химотрипсине, панкреатич. липазе, щелочной фосфатазе, аспарагиназе и
др.; группа SH остатка цистеина, например в папаине; группа СООН остатков
аспарагиновой и глутаминовой кислот в пепсине, лизоциме, карбоксипептидазе
и др.; имидазольная группа остатка гистидина, например в рибонуклеазе, глюкозо-6-фосфатазе.
Эти группы могут функционировать как нуклеоф. катализаторы, образуя с субстратом
ковалентное промежут. соед., или как кислотно-основные катализаторы, способствуя
отщеплению протона от молекулы Н2О, атакующей расщепляемую связь,
и протонируя уходящую группу субстрата. Атомы металла в металлсодержащих
гидролазах поляризуют расщепляемую связь, включая в свою координац. сферу молекулу
Н2О, способствуя ее ионизации. Активность гидролаз подавляется многими
специфич. ингибиторами. Так, сериновые протеиназы и эстеразы инактивируются
фосфорор. соед. (напр., диизопропилфторфосфатом, зарином, зоманом), тиоловые
гидролазы - реагентами на SH-группу (напр., N-этилимидом малеиновой кислоты),
металлсодержащие ферменты - хелатообразующими реагентами (напр., этилендиаминтетрауксусной
к-той).
Гидролазы находят применение в промышленности, медицине и с. х-ве, например для получения
сахарных сиропов из крахмала и целлюлозы, осветления и стабилизации соков
и виноматериалов, лечения ожогов, заболеваний желудочно-кишечного тракта,
тромбозов.