Hydrolysis literally means reaction

Hydrolysis literally means reaction with water. It is a chemical process in which a molecule is cleaved into two parts by the addition of a molecule of water. One fragment of the parent molecule gains a hydrogen ion (H + ) from the additional water molecule. The other group collects the remaining hydroxyl group (OH − ). To illustrate this process, some examples from real life and actual living systems are discussed here.

The most common hydrolysis occurs when a salt of a weak acid or weak base (or both) is dissolved in water. Water autoionizes into negative hydroxyl ions and hydrogen ions. The salt breaks down into positive and negative ions. For example, sodium acetate dissociates in water into sodium and acetate ions. Sodium ions react very little with hydroxyl ions whereas acetate ions combine with hydrogen ions to produce neutral acetic acid, and the net result is a relative excess of hydroxyl ions, causing a basic solution.

However, under normal conditions, only a few reactions between water and organic compounds occur. Generally, strong acids or bases must be added in order to achieve hydrolysis where water has no effect. The acid or base is considered a catalyst . They are meant to speed up the reaction, but are recovered at the end of it.

Acid–base-catalyzed hydrolyses are very common; one example is the hydrolysis of amides or esters . Their hydrolysis occurs when the nucleophile (a nucleus-seeking agent, e.g., water or hydroxyl ion) attacks the carbon of the carbonyl group of the ester or amide. In an aqueous base, hydroxyl ions are better nucleophiles than dipoles such as water. In acid, the carbonyl group becomes protonated, and this leads to a much easier nucleophilic attack. The products for both hydrolyses are compounds with carboxylic acid groups.

Perhaps the oldest example of ester hydrolysis is the process called saponification. It is the hydrolysis of a triglyceride (fat) with an aqueous base such as sodium hydroxide (NaOH). During the process, glycerol, also commercially named glycerin, is formed, and the fatty acids react with the base, converting them to salts. These salts are called soaps, commonly used in households.

Moreover, hydrolysis is an important process in plants and animals, the most significant example being energy metabolism and storage. All living cells require a continual supply of energy for two main purposes: for the biosynthesis of small and macromolecules, and for the active transport of ions and molecules across cell membranes. The energy derived from the oxidation of nutrients is not used directly but, by means of a complex and long sequence of reactions, it is channeled into a special energy-storage molecule, adenosine triphosphate (ATP) .

The ATP molecule contains pyrophosphate linkages (bonds formed when two phosphate units are combined together) that release energy when needed. ATP can be hydrolyzed in two ways: the removal of terminal phosphate to form adenosine diphosphate (ADP) and inorganic phosphate, or the removal of a terminal diphosphate to yield adenosine monophosphate (AMP) and pyrophosphate. The latter is usually cleaved further to yield two phosphates. This results in biosynthesis reactions, which do not occur alone, that can be driven in the direction of synthesis when the phosphate bonds are hydrolyzed.

In addition, in living systems, most biochemical reactions, including ATP hydrolysis, take place during the catalysis of enzymes. The catalytic action of enzymes allows the hydrolysis of proteins, fats, oils, and carbohydrates. As an example, one may consider proteases, enzymes that aid digestion by hydrolyzing peptide bonds in proteins. They catalyze the hydrolysis of interior peptide bonds in peptide chains, as opposed to exopeptidases, another class of enzymes, that catalyze the hydrolysis of terminal peptide bonds, liberating one free amino acid at a time.

However, proteases do not catalyze the hydrolysis of all kinds of proteins. Their action is stereo-selective: Only proteins with a certain tertiary structure will be targeted. The reason is that some kind of orienting force is needed to place the amide group in the proper position for catalysis. The necessary contacts between an enzyme and its substrates (proteins) are created because the enzyme folds in such a way as to form a crevice into which the substrate fits; the crevice also contains the catalytic groups. Therefore, proteins that do not fit into the crevice will not be hydrolyzed. This specificity preserves the integrity of other proteins such as hormones, and therefore the biological system continues to function normally.

SEE ALSO Enzymes ; Tertiary Struct

Kết quả (Việt) 1:

Thủy phân có nghĩa là các phản ứng với nước. Nó là một quá trình hóa học trong đó một phân tử cảm thành hai phần bằng cách thêm một phân tử nước. Một đoạn của phân tử mẹ đạt một ion hydro (H +) từ phân tử nước bổ sung. Các nhóm khác thu còn lại nhóm hiđrôxyl (OH −). Để minh họa cho quá trình này, một số ví dụ từ thực tế đời sống và các hệ thống sống thực tế được thảo luận ở đây.Sự thủy phân phổ biến nhất xảy ra khi một muối của axit yếu hoặc bazơ yếu (hoặc cả hai) hòa tan trong nước. Autoionizes nước thành ion âm hydroxyl và các ion hiđrô. Muối phá vỡ thành các ion tích cực và tiêu cực. Ví dụ, natri axetat dissociates trong nước thành các ion natri và axetat. Các ion natri phản ứng rất ít với hydroxyl ion trong khi các ion axetat kết hợp với các ion hydro tạo ra axit axetic trung lập, và kết quả là một dư thừa tương đối của các ion hydroxyl, gây ra một giải pháp cơ bản.Tuy nhiên, trong điều kiện bình thường, chỉ có một số phản ứng giữa các nước và các hợp chất hữu cơ xảy ra. Nói chung, axít mạnh hoặc cơ sở phải được thêm vào để đạt được thủy phân mà nước không có hiệu lực. Axit hoặc cơ sở được coi là một chất xúc tác. Họ có nghĩa là để tăng tốc độ phản ứng, nhưng đang hồi phục ở phần cuối của nó.Acid-base-xúc tác hydrolyses là rất phổ biến; một ví dụ là thủy phân các este hay Amit. Thủy phân họ xảy ra khi nucleophile (một hạt nhân tìm kiếm đại lý, ví dụ, nước hay hydroxyl ion) tấn công các-bon của nhóm cacbonyl ester hay Amit. Trong một cơ sở dịch nước, hydroxyl ion là nucleophiles tốt hơn so với dipoles như nước. Trong axit, trở thành nhóm cacbonyl protonated, và điều này dẫn đến một cuộc tấn công nucleophilic dễ dàng hơn nhiều. Các sản phẩm cho cả hai hydrolyses là các hợp chất với các axit cacboxylic nhóm.Có lẽ ví dụ lâu đời nhất của este thủy phân là quá trình được gọi là saponification. Đó là sự thủy phân của một triglyceride (chất béo) với một cơ sở dịch nước như natri hydroxit (NaOH). Trong quá trình, glycerol, thương mại cũng được đặt theo tên glycerin, được hình thành, và các axit béo phản ứng với các cơ sở, chuyển đổi chúng để muối. Các muối ở đây được gọi là xà phòng, thường được sử dụng trong hộ gia đình.Hơn nữa, thủy phân là một quá trình quan trọng trong thực vật và động vật, ví dụ đáng chú ý nhất là năng lượng chuyển hóa và lưu trữ. Tất cả các tế bào sống đòi hỏi một nguồn cung cấp năng lượng liên tục cho hai mục đích chính: sinh tổng hợp của các đại phân tử và nhỏ, và vận tải hoạt động của các ion và phân tử qua màng tế bào. Năng lượng có nguồn gốc từ quá trình oxy hóa của chất dinh dưỡng không được sử dụng trực tiếp, nhưng thông qua một dãy phức tạp và lâu dài của các phản ứng, nó được chuyển thành một phân tử năng lượng đặc biệt, lưu trữ, adenosine triphosphate (ATP).Phân tử ATP gồm đihiđropyrophotphat liên kết (trái phiếu được hình thành khi hai phosphate đơn vị đang kết hợp với nhau) mà giải phóng năng lượng khi cần thiết. ATP có thể được hydrolyzed trong hai cách: việc loại bỏ các thiết bị đầu cuối phosphate để hình thức adenosine diphosphate (ADP) và phốt phát vô cơ, hoặc loại bỏ một diphosphate thiết bị đầu cuối để sản lượng adenosine monophosphate (AMP) và đihiđropyrophotphat. Thứ hai thường cảm hơn nữa năng suất hai phốt phát. Kết quả là các phản ứng sinh tổng hợp, mà không xảy ra một mình, mà có thể được hướng theo hướng tổng hợp khi trái phiếu phosphate được thủy phân đạm.Ngoài ra, trong các hệ thống sống, phản ứng sinh hóa nhất, bao gồm cả thủy phân ATP, diễn ra trong sự xúc tác của enzym. Những hành động xúc tác của enzym cho phép thủy phân protein, chất béo, các loại dầu và carbohydrate. Ví dụ, người ta có thể xem xét protease, men hỗ trợ tiêu hóa bằng cách chế peptide trái phiếu trong protein. Họ xúc tác thủy phân liên kết peptide nội thất trong chuỗi peptide, như trái ngược với exopeptidases, một lớp của các enzym, xúc tác sự thủy phân của thiết bị đầu cuối peptide bonds, vận động giải phóng một acid amin miễn phí tại một thời điểm.Tuy nhiên, protease không xúc tác sự thủy phân của tất cả các loại protein. Hành động của họ là chọn lọc âm thanh stereo: chỉ protein với một cấu trúc bậc nhất định sẽ được nhắm mục tiêu. Lý do là một số loại định hướng lực lượng là cần thiết để đặt nhóm amid ở vị trí thích hợp cho xúc tác. Các số liên lạc cần thiết giữa một loại enzyme và các chất nền (protein) được tạo ra bởi vì enzym nếp gấp như vậy như hình thức một crevice mà bề mặt phù hợp; crevice cũng chứa các nhóm chất xúc tác. Vì vậy, protein mà không phù hợp với crevice sẽ không được hydrolyzed. Đặc trưng này giữ gìn sự toàn vẹn của các protein khác chẳng hạn như kích thích tố, và do đó các hệ thống sinh học vẫn tiếp tục hoạt động bình thường.XEM THÊM enzyme; Đại học Struct

Kết quả (Việt) 2:

Thủy phân theo nghĩa đen có nghĩa là phản ứng với nước. Nó là một quá trình hóa học trong đó một phân tử được phân tách thành hai phần bằng cách cho thêm một phân tử nước. Một đoạn của phân tử mẹ có được một ion hydro (H +) từ phân tử nước bổ sung. Các nhóm khác thu thập các nhóm hydroxyl còn lại (OH -). Để minh họa cho quá trình này, một số ví dụ từ thực tế đời sống và các hệ thống sống thực tế được thảo luận ở đây.

Các thủy phân thông thường nhất xảy ra khi một muối của axit yếu hoặc bazơ yếu (hoặc cả hai) được hòa tan trong nước. Nước autoionizes thành các ion hydroxyl tiêu cực và các ion hydro. Các muối phân hủy thành các ion dương và âm. Ví dụ, natri axetat phân ly trong nước thành các ion natri và acetate. Ion Natri phản ứng rất ít với ion hydroxyl trong khi các ion axetat kết hợp với ion hydro để tạo ra axít acetic trung tính, và kết quả cuối là một sự dư thừa tương đối của các ion hydroxyl, gây ra một giải pháp cơ bản.

Tuy nhiên, trong điều kiện bình thường, chỉ có một vài phản ứng giữa nước và các hợp chất hữu cơ xảy ra. Nói chung, các axit mạnh hoặc các căn cứ cần phải được thêm vào để đạt được thủy phân nơi nước không có hiệu lực. Các acid hoặc cơ sở được coi là một chất xúc tác. Họ có nghĩa là để tăng tốc độ phản ứng, nhưng được phục hồi vào cuối của nó.

Acid-base-xúc tác hydrolyses rất phổ biến; một ví dụ là thủy phân amit hoặc este. Thủy phân của họ xảy ra khi các tác nhân nucleophin (một đại lý hạt nhân trục lợi, như nước hay ion hydroxyl) tấn carbon của nhóm cacbonyl của este hay amide. Trong một cơ sở dịch nước, ion hydroxyl là nucleophiles tốt hơn so với các lưỡng cực như nước. Trong axit, nhóm cacbonyl trở thành proton, và điều này dẫn đến một cuộc tấn công ái nhân dễ dàng hơn nhiều. Các sản phẩm cho cả hydrolyses là những hợp chất có nhóm axit cacboxylic.

Có lẽ ví dụ cổ xưa nhất của este thủy phân là quá trình được gọi là xà phòng hóa. Đó là quá trình thủy phân của một triglyceride (chất béo) với một cơ sở dịch nước như natri hydroxide (NaOH). Trong quá trình này, glycerol, cũng có tên thương mại glycerin, được hình thành, và các axit béo có phản ứng với các cơ sở, chuyển đổi chúng sang các muối. Các muối được gọi là xà phòng, thường được sử dụng trong các hộ gia đình.

Hơn nữa, quá trình thủy phân là một quá trình quan trọng trong thực vật và động vật, ví dụ đáng kể nhất là sự chuyển hóa năng lượng và lưu trữ. Tất cả các tế bào sống đòi hỏi một nguồn cung cấp liên tục của năng lượng cho hai mục đích chính: cho sinh tổng hợp nhỏ và các đại phân tử, và cho các hoạt động vận chuyển của các ion và các phân tử qua màng tế bào. Năng lượng có nguồn gốc từ quá trình oxy hóa các chất dinh dưỡng không được sử dụng trực tiếp, nhưng, bằng phương tiện của một chuỗi phức tạp và lâu dài của các phản ứng, nó được chuyển thành phân tử lưu trữ năng lượng đặc biệt, adenosine triphosphate (ATP).

Các phân tử ATP có chứa liên kết pyrophosphate (trái phiếu hình thành khi hai đơn vị phosphate được kết hợp với nhau) mà phóng năng lượng khi cần thiết. ATP có thể bị thủy phân theo hai cách: loại bỏ phosphate cuối cùng để tạo thành adenosine diphosphate (ADP) và phosphate vô cơ, hoặc việc loại bỏ một diphosphate thiết bị đầu cuối để mang adenosine monophosphate (AMP) và pyrophosphate. Sau này thường được chẻ hơn nữa để mang lại hai phốt phát. Điều này dẫn đến các phản ứng sinh tổng hợp, trong đó không xảy ra một mình, mà có thể được điều khiển theo hướng tổng hợp khi các trái phiếu phosphate được thủy phân.

Ngoài ra, trong hệ thống sống, hầu hết các phản ứng sinh hóa, bao gồm ATP thủy phân, diễn ra trong sự xúc tác của enzyme . Các hành động xúc tác của enzyme cho phép quá trình thủy phân protein, chất béo, dầu, và carbohydrate. Như một ví dụ, người ta có thể xem xét các protease, enzyme tiêu hóa mà viện trợ bằng cách thủy phân liên kết peptide trong protein. Họ xúc tác thủy phân liên kết peptide bên trong chuỗi peptide, như trái ngược với exopeptidases, một lớp học của các enzyme, xúc tác thủy phân liên kết peptide thiết bị đầu cuối, giải phóng một axit amin tự do tại một thời điểm.

Tuy nhiên, protease không xúc tác cho quá trình thủy phân của tất cả các loại protein. Hành động của họ là stereo chọn lọc: Chỉ có các protein có cấu trúc bậc ba nhất định sẽ được nhắm mục tiêu. Lý do là một số loại định hướng lực lượng cần thiết để đặt nhóm amide ở vị trí thích hợp cho xúc tác. Các địa chỉ liên lạc cần thiết giữa một enzyme và cơ chất của nó (protein) được tạo ra bởi vì các enzyme nếp một cách nào đó để tạo thành một kẽ hở vào đó các chất nền phù hợp; các kẽ hở cũng chứa các nhóm xúc tác. Do đó, các protein mà không phù hợp vào các kẽ hở sẽ không bị thủy phân. Đặc này bảo tồn tính toàn vẹn của các protein khác như kích thích tố, và do đó các hệ thống sinh học vẫn tiếp tục hoạt động bình thường.

SEE ALSO Enzymes; Tertiary Struct