Hidrólise: Conceito, Tipos e Exemplos (2024)

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Você provavelmente já sentiu dor de estômago por comer rápido demais. E, embora mastigar bem os alimentos seja importante para facilitar a digestão, isso não é suficiente paranutrientes e a energia contidos nos alimentos chegam aocélulas. Não importa o quanto mastigemos, não seríamos capazes de quebrar o alimento em moléculas tão pequenas que pudessem ser absorvidas diretamente. Isto é conseguido através dodigestãoquímica, que se baseia nareação de hidrólise.

Com este artigo você aprenderá o que é hidrólise e como ela auxilia na digestão de moléculas biológicas, comoproteínase ospolissacarídeos, incluindo glicogênio e celulose. Você também conhecerá oHidrólise de ATP,essencial noatividade celular.

O que é hidrólise?

Ohidróliseé umareaçãoquímica em que a adição de água provoca a quebra das ligações moleculares. Isso faz com que a molécula se decomponha em seus menores componentes: depois das moléculas.

Águasignifica água elisesignifica desligar o romper.

Neste artigo vamos nos concentrar nohidrólise de polímero, que são grandes moléculas biológicas formadas pelounião de muitas moléculas pequenas do mesmo tipo. A hidrólise é crucial para o funcionamento normal docélulas, já que ao quebrar polímeros em monômeros (moléculas pequenas)Permite a produção de moléculas menores que podem ser absorvidas mais facilmente pelas células.

Para lembrar o que são esses tipos de moléculas, confira o artigoMonômeros e polímeros.

A reação de hidrólise faz parte do catabolismo, um dos processos do metabolismo.

Sendo um tipo de reação catabólica,A hidrólise fornece a energia que posteriormente será utilizada nas reações anabólicas.

Revise as reações catabólicas e anabólicas em nosso artigoreações metabólicas.

Qual é a equação geral para uma reação de hidrólise?

Durante a hidrólise, oligações covalentes entre monômeros são quebradas, o que permite a separação dos polímeros. Essas ligações são quebradas quando água é adicionada. A equação geral para hidrólise é semelhante à equação geral paracondensação, mas invertido:

AB + H₂O → AH + DEUS

• AB representa um composto formado por duas moléculas, enquanto A e B representam as moléculas já separadas.

Mas, de acordo com a equação, o que aconteceu com a molécula de água? Bem, um próton ou íon hidrogênio (H⁺) foi ligado a uma das moléculas, enquanto o grupo hidroxila (OH^-) juntou-se à outra molécula.

A hidrólise é basicamente oreação oposta acondensação.Se você já estudou a reação de condensação em moléculas biológicas, lembrará que as ligações entre os monômeros se formam com a perda de água; Por outro lado, na hidrólise oA água quebra essas ligações químicas.

Fig. 1: Dois monômeros unem-se através de uma reação de condensação (à direita) e separam-se através de hidrólise (à esquerda). O exemplo mostra a integração de doismonossacarídeos, para formar um dissacarídeo.

Hidrólise de polímero

Um dosexemplométodos mais simples onde ocorre a hidrólise do polímero é odigestão dos alimentos que ingerimos.

Macromoléculas - comoproteínasde carne e queijo, elipídiosde gorduras – deve ser decomposto no trato digestivo antes que a energia chegue às células. Diversosenzimas(proteínascatalisadores), chamadoshidrolases, ajudam as reações de hidrólise a ocorrerem mais rapidamente.

Em resumo, oA digestão química dos alimentos consiste em uma série de reações de hidrólise enzimática.Portanto, odigestão alimentarÉ também uma reaçãocatabólico

Para transferir essa energia para outras reações químicas, a molécula de ATP também deve ser decomposta por hidrólise, como descreveremos mais adiante.

Oadenosina trifosfato, óATP, é oprincipal molécula de energiausado pelas células para desempenhar suas funções.

Então,A hidrólise de polímeros e outras moléculas durante a digestão fornece ao corpo dois produtos essenciais:

• Losmonômeros ou pequenas moléculas, que são os blocos básicos para a síntese de novas moléculas biológicas necessárias ao funcionamento celular.
• Energiapara atividades celulares, que é liberado pela quebra das ligações entre pequenas moléculas que formam moléculas grandes.

Hidrólise enzimática

A reação de hidrólise é semelhante para todos os polímeros biológicos, incluindo macromoléculas (carboidratos, proteínas eácidos nucleicos) e oslipídios.

Lembre-se de que os lipídios – embora sejam moléculas biológicas muito importantes – NÃO são polímeros e que os ácidos graxos e o glicerol que os compõem NÃO são monômeros.

No entanto, oenzimasque catalisam reações de hidrólise são geralmente específicas para um grupo de moléculas ou às vezes para uma única molécula em particular:

Tabela 1: algumas enzimas hidrolíticas que catalisam a hidrólise de polímeros ou moléculas biológicas.

Hidrólise em proteínas

Ao quebrar oenlaces peptídicosque ligam aminoácidos,hidrólise de proteínasresulta empolipeptídeos mais curtos e/ou aminoácidos individuais.

Confira nosso artigoProteínasconhecer todas as suas características e funções.

Hidrólise de polissacarídeos

Hidrólise em polissacarídeosquebra o deleligar glicoseídicose osse decompõe em monossacarídeos, dissacarídeos ou oligopolissacarídeos. Isto acontecequando há necessidade de energia na célula.Alguns polissacarídeos servem como armazenamento de energia – como o glicogênio nos animais e o amido nas plantas – e outros servem como reforço estrutural – como a celulose nas plantas.

Revise tudo relacionado a esses carboidratos em nosso artigoPolissacarídeos. Oligossacarídeos e dissacarídeos também podem ser decompostos em monossacarídeos por hidrólise.

Por outro lado, os monossacarídeos são a menor unidade de carboidratos, por isso não podem ser mais decompostos.

Hidrólise de glicogênio

A hidrólise do glicogênio ése decompõe em seus monômeros de glicose.

EleglicogênioÉ um polissacarídeo (carboidrato formado por longas cadeias de glicose) que serve comoreserva de energia em animais.É armazenado principalmente nas células musculares e no fígado.

Devido à sua função de reserva de energia, o glicogênio tem umaestrutura altamente ramificada,ter mais moléculas de glicose nas extremidades livres.Essas glicoses terminais podem ser hidrolisadas mais facilmente.

Nas plantas, o amido é o polissacarídeo de reserva energética, por isso possui estrutura semelhante ao glicogênio, com muitas ramificações.

Se o nível de glicose no sangue diminuir, as células começam a quebrar o glicogênio por hidrólise para obter glicose. As enzimas que hidrolisam o glicogênio sãoglicogênio-fosforilasee aα(1-6) glucosidasa, queEles produzem moléculas soltas de glicose como produto.

Hidrólise da celulose

A hidrólise da celulose, assim como do glicogênio, resulta em suadecomposição em monômeros de glicose.

Oceluloseé umpolissacarideoque tem um função estrutural nas plantas.Faz parte das paredes celulares, o que lhes confereforça e resistência.

Devido à sua função, a celulose possui uma estrutura diferente do glicogênio e do amido. Oa celulose forma cadeias muito longas de glicose sem ramificações, o que lhes permite organizar-se em paralelo e formarfibras compactas muito fortes. Por outro lado, esta estrutura tornamais difícil de ser hidrolisado,comparado aos carboidratos de reserva.

Animais herbívoros, com dieta baseada em vegetais, devem hidrolisar a celulose para digeri-la. Surpreendentemente, esses organismos não possuem enzimas próprias para a hidrólise da celulose, mas sim microrganismos em seu trato digestivo que produzem essas enzimas, chamadoscelulasas.

Figura 2: Várias enzimas hidrolisam as cadeias de celulose, decompondo-as primeiro em moléculas de celobiose e depois em moléculas de glicose.

Os humanos, e outros animais onívoros e carnívoros, não conseguem digerir a celulose, pois não possuímos esses microrganismos. É por esta razão que a celulose passa pelo nosso trato digestivo sem ser digerida e não nos fornece energia. Porém, a celulose promove o bom funcionamento intestinal para uma boa digestão: é o que chamamos de fibra!

Hidrólise lipídica

Ohidrólise em lipídiosÉ a reação química que os decompõe em suas menores moléculas, quebrando oligações ésteratravés de uma molécula de água.

Quando as gorduras (lipídiostriglicerídeos) que ingerimos são decompostos,Eles são convertidos em ácidos graxos e glicerol.As enzimas que hidrolisam os lipídios sãolipases.

Confira nosso artigoLipídiosconhecer todas as suas características e funções.

Fig. 3: A hidrólise de um triglicerídeo resulta em uma molécula de glicerol e três ácidos graxos.

Hidrólise de ATP

OHidrólise de ATPé oreação catabólica que quebra as ligações de uma molécula de trifosfato de adenosina para obter sua energia.

A hidrólise do ATP é vital para todas as células, uma vez queEle fornece imediatamente a energia necessária onde quer que seja necessária na célula.

Vamos lembrar a estrutura do ATP: As moléculas de ATP são constituídas por uma molécula de adenosina (uma adenina e um açúcar ribose) com uma cauda de três grupos fosfato. Cada grupo fosfato no ATP tem carga negativa, fazendo com que se repelam e, portanto, tornando a molécula bastante instável.

Ao quebrar a ligação do grupo fosfato na extremidade livre por hidrólise, a energia é liberada em uma reação exergônica. Isso fornece energia para processos celulares, como contrações musculares. A energia liberada é captada por uma molécula envolvida em outra reação metabólica, neste caso endergônica (que necessita de energia para ser realizada).

ATP e água se combinam para formar ADP, fósforo inorgânico e energia.

Figura 4: A hidrólise do ATP resulta em ADP, fósforo inorgânico e energia.

Essa energia pode ser utilizada em todo o corpo, em processos como contração muscular, transporte ativo de moléculas e sinalização entre células.

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