加水分解酵素または加水分解触媒する加水分解反応（ハイドロ=水;溶解=破裂）こと分子である、すなわち触媒水分子と他の分子との化学反応。
ほとんどの酵素と同様に、加水分解酵素は本来タンパク質であり、1つ以上のポリペプチドまたはアミノ酸鎖で構成されています。
ヒト膵臓α-アミラーゼ加水分解酵素のテープ図。自分の作品から撮影、編集。、ウィキメディア・コモンズ経由。
酵素は生物のほとんどすべての生化学反応に存在します。彼らは、反応のエネルギーレベルを下げることにより、これらの反応を加速する責任があります。
たとえば、ほとんどの消化酵素は加水分解性です。これらは、ボーラス内の複雑な分子の分解を加速する原因となります。
分解により、生物に吸収されやすい単純な形になります。酵素は生物の重要な機能を果たすだけでなく、医学的および経済的にも重要です。
特徴
酵素は一般に、活性が調節された大きなタンパク質分子です。それらはすべて特定の3D形状を持っています。これらは低濃度で機能します。
これらは反応中に修飾されないため、分子構造やタンパク質構造を変更せずに回収できます。彼らは、毎分数千の分子が関与する可能性のある可変速度で基板を処理することができます。
それらは特異的であり、とりわけ変性、および/または温度、pH、基質の濃度の変化によって影響を受ける可能性があります。
彼らにとって、加水分解酵素は既知の酵素の最大のグループです。炭素-酸素、炭素-窒素、炭素-炭素、リン-酸素（無水リン酸）結合、さらにはリン-窒素結合を破壊する反応を触媒する200以上の加水分解酵素があります。
加水分解酵素の他の重要な特徴は、それらの幅広い基質特異性およびそれらが立体選択的であることです。
分類
加水分解酵素の分類は、主に加水分解された結合の性質と基質に基づいています。分類学的用語では、このタイプの酵素加水分解酵素または加水分解酵素と呼ばれます。
一方、酵素の一般的な名前は、コリンエステラーゼ、エステラーゼ、プロテアーゼなどの接尾辞から構成されます。
最後に、国際生化学分子生物学連合によると、酵素はEC（酵素委員会）と呼ばれる数値で分類されます。
加水分解酵素はグループ3（EC3）に属します。これらは次に、加水分解する結合のタイプに従って細分されます。たとえば、酵素が線状アミドを加水分解する場合、その数はEC3.5.1であり、セリンプロテアーゼを加水分解する場合、その数はEC3.4.16.21です。
人体の機能
コリンエステラーゼ
コリンエステラーゼは、最も重要な既知の加水分解酵素の1つです。アセチルコリンを加水分解し、コリンと酢酸に変換します。
この特定の反応は、神経インパルスの伝達後に作用し、神経伝達物質分子（アセチルコリン）の作用を停止します。
消化酵素
最も研究されている酵素反応の1つは、生物における食品の分解です。消化中にリパーゼ酵素が脂質を加水分解する原因であり、プロテアーゼがタンパク質の分解を引き起こしてアミノ酸を得ることが知られています。
加水分解酵素は、大きな分子を破壊または分割し、それらをより単純な形に変換する責任があります。得られたこれらの分子は、合成、廃棄物の排出、またはエネルギーを得るための炭素源として使用されます。
消化性加水分解酵素の際立った特徴は、それらが細胞外であり、消化管を通過するときに食品と混ざることです。
これらの酵素は、胃、腸、および膵臓などの他の臓器を覆う細胞によって生成されます。
細胞消化
リソソームは細胞消化の主な主役です。これらの細胞構造内に含まれている50以上の特定の加水分解酵素があります。
これらの酵素は、複雑な有機物を消化し、それをより単純な分子、例えば単糖やアミノ酸に変換する機能を果たします。
用途
-産業
製薬
過去20年間の技術的および科学的進歩により、化合物の作用メカニズムの分子分野で重要な発見がありました。
既知の6種類の酵素のうち、加水分解酵素は製薬業界の生体触媒プロセスで最も使用されています（60％）。
リパーゼは、トリアシルグリセロールをグリセロールと遊離脂肪酸に変換する加水分解酵素です。これらの酵素は、製薬業界で、リウマチ性疾患、関節炎、腰痛などに対して作用するプロフェン（抗炎症薬）を開発するために使用されます。
他のリパーゼは、キラルシントン（抗真菌剤）や血栓症の発症を防ぐために使用される薬物であるロトラフィバンなどの化合物の開発に使用されます。
食物
現在、加水分解酵素は、今日のほとんどすべての産業プロセスで複数の用途があるため、さまざまな食品の生産に不可欠な酵素です。
加水分解酵素の使用に関連する関心のある分野は、リグノセルロース系バイオマスの合成または生産です。このバイオマスは、バイオ燃料を入手する業界で大きな可能性を秘めています。
一方、ペプチド化合物の加水分解を触媒する酵素であるプロテアーゼは、食品業界、特に大豆タンパク質加水分解物の調製において高い用途を持っています。
それらはまた、肉の軟化剤としてさえ、様々な食品の苦味を低減することにおいて、甘味料におけるパンの品質を改善するのに役立ちます。
農業ではペクチナーゼを使用しています。これらは、植物細胞壁に見られる高度に分岐した酸および中性ポリマー（ペクチングループ）を分解できる酵素のグループです。
工業農業レベルで最も広く使用されているペクチナーゼは、Aspergillus nigerと呼ばれる微生物に由来し、液中培養での発酵や固体基質の発酵に使用されます。
ペクチナーゼはフルーツジュースやジュースの製造にも使用され、濁りを減らしたり清澄化したりして品質を向上させます。また、ジャムや果肉の生産にも使用しています。
ペクチナーゼを取得するために使用される微生物のアスペルギルスニジェール種。撮影および編集：Mogana Das MurteyおよびPatchamuthu Ramasamy、Wikimedia Commons経由。
洗剤
前世紀の初め以来、消化プロテアーゼは衣類をきれいにすることが知られています。前世紀末までに、ほとんどの洗剤はアミラーゼやリパーゼなどの消化酵素を含んでいました。
洗剤業界でこれらの酵素を使用すると、洗浄プロセスがより効率的になることはよく知られています。それらは水の消費量を減らし、生分解性で、完全な洗浄を保証します。
Bacillus licheniformisおよびAspergillus flavusは、洗剤の生産に使用されるプロテアーゼを生産します。得られた生成物は、例えば血液のようなタンパク質起源の汚れの除去に使用される。
真菌はセルラーゼを生成します。セルラーゼは、汚れや植物の破片を取り除く洗剤として機能します。リパーゼなどの他の酵素は、グリースや口紅などのオレイン酸由来の汚れを取り除くために使用されます。Aspergillus oryzae菌は、これらの酵素を生産するために工業的に使用されています。
参考文献
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- M.エルナス。付加価値の高い医薬品・製品の獲得に応用される生体触媒。第VI章 analesranf.comから回復。
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