Hydrolyse

Überblick

Die Hydrolyse ist eine chemische Reaktion, bei der Wasser eine Bindung in einem Molekül aufbricht. Sie kann beispielsweise Peptide in Aminosäuren, Kohlenhydrate in Einfachzucker und DNA in Nucleotide aufbrechen. Oftmals erleichtern Enzyme diesen Prozess.

Die Hydrolyse kehrt die Kondensationsreaktion um

Um komplexe Kohlenhydrate aufzuspalten, muss die Verbindung zwischen den einzelnen Zuckereinheiten aufgebrochen werden. Die Reaktion, die eine glykosidische Bindung aufbricht, nennt man Hydrolyse. In diesem Fall wird der Verbindung nämlich Wasser zugesetzt. Da die glykosidischen Bindungen zwischen den Zuckermolekülen stabil sind, katalysieren Hydrolasen oft die Hydrolyse. Hydrolasen sind Enzyme, die darauf spezialisiert sind, die Hydrolyse zu katalysieren.

Verschiedene Arten von glykosidischen Bindungen (z.B. 1-4 Bindung, 1-6 Bindung) erfordern unterschiedliche Hydrolasen. Die Art des benötigten Enzyms hängt auch von der Lage der Zuckereinheit innerhalb des Polymers ab. So besteht beispielsweise Stärke hauptsächlich aus 1-4 gebundener Glukose, mit einer relativ geringen Anzahl von 1-6 glykosidischen Bindungen. Während α-Amylase in der Mitte des Polymers 1-4 glykosidische Bindungen spalten kann, bricht das Enzym Amyloglukosidase nur 1-6 oder 1-4 Bindungen am Ende der Kette (d.h. der letzten Glukoseeinheit am Ende der Kette) auf.

Das Fehlen von Laktase kann gastrointestinale Symptome verursachen

Menschliche Babys produzieren das Enzym Laktase, welches die Hydrolyse des Milchzuckers oder der Laktose katalysiert. Laktose ist ein Disaccharid, das aus Glukose und Galaktose besteht. In vielen Gebieten der Welt stellt der menschliche Körper die Produktion von Laktase beim Erreichen des Erwachsenenalters ein. Das führt zu einer Laktoseintoleranz. Die Unfähigkeit oder reduzierte Fähigkeit, Laktose zu hydrolysieren, führt dazu das Laktose durch den Darm in den Dickdarm gelangt, ohne in Glucose und Galaktose zerlegt zu werden. Einige Bakterien im Dickdarm können Laktose jedoch verstoffwechseln. Die bakterielle Aktivität führt zu einem Anstieg in Gasen und Wasser im Dickdarm. Es kommt zu gastrointestinalen Symptomen wie Blähungen, Flatulenz und Durchfall. Diese Symptome können entweder durch den regelmäßigen Verzehr von Laktase abgemildert werden, oder man entfernt Milchprodukte insgesamt von seinem Ernährungsplan.