haarautumisentsyymit

Haarautumisentsyymit ovat entsyymejä, jotka katalysoivat kemiallisten sidosten katkeamista suurissa biologisissa molekyyleissä. Niiden toiminta johtaa molekyylien pilkkoutumiseen pienemmiksi yksiköiksi, kuten aminohapoiksi, nukleotideiksi tai rasvahapoiksi. Useimmat haarautumisentsyymit toimivat hydrolyysillä, mutta joillakin entsyymeillä katkaisu tapahtuu muulla tavoin. Niiden tehtävä on tärkeä sekä ravinnon hajottamisessa että solujen ja kudosten normaalissa toiminnassa.

Jaottelu: Haarautumisentsyymit voidaan yleisesti jakaa niiden katalysoimien sidosten mukaan. Proteaasit (peptidien katkaisu), nukleaasit (nukleiinihappojen katkaisu), glykosidaasit (glykosidisten sidosten katkaisu) sekä lipaasit (rasvojen katkaisu) muodostavat keskeiset ryhmät. Proteaasit jaetaan edelleen alaluokkiin kuten seriin-, kysteiin-, aspartaatti- ja metalloproteaaseihin.

Toimintamekanismi perustuu aktiiviseen kohtaan, jossa katalyyttiset residuumit ja/tai metallinen ioni ohjaavat veden hyökkäystä sidokseen, mikä johtaa katkeamiseen. Useat haarautumisentsyymit syntetisoidaan inaktiivisina esiasteina (zymogena) ja aktivoituvat proteolyyttisesti. Spesifisyys määräytyy substraatin rakenteen ja entsyymin kontaktipintojen perusteella.

Biologisissa prosesseissa ne osallistuvat sekä ravinnon hajottamiseen ruoansulatuskanavassa että kudosten remodelointiin ja solujen säätelyyn. Esimerkiksi ruoansulatuskanavan proteaasit pilkkovat ravinnon proteiinia, kun taas matriittien metalloproteinaasit muokkaavat kudosrakenteita. Häiriöt entsyymien säätelyssä voivat liittyä tulehduksiin, syöpään ja muihin sairauksiin.

Teollisuudessa ja bioteknologiassa haarautumisentsyymit ovat tärkeitä useissa sovelluksissa: proteaasien käyttö elintarviketeollisuudessa proteiinien käsittelyyn, pesuaineissa rasvojen hajottamiseen sekä tutkimus- ja diagnostisissa sovelluksissa proteiini- ja nukleiinihapposekvensseihin liittyvissä töissä. Sääntelyyn ja inhiboimiseen kiinnitetään erityistä huomiota sekä elimistön että teollisuuden prosesseissa.