2.4C: Hydrolysis

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2.4C: Hydrolysis

Hydrolysis

高分子は、「水を分ける」という意味の加水分解というプロセスでモノマーに分解され、分解中に水分子が使われる反応である。 この反応の際、ポリマーは2つの成分に分解される。 2つの成分がイオン化されていない場合、一方は水素原子（H-）を獲得し、もう一方は分割された水分子から水酸基（OH-）を獲得する。 これが複合糖質から加水分解によって単糖が遊離する現象である。

Figure \(\PageIndex{1}): 加水分解反応による未電離生成物: ここに示す加水分解反応では、二糖類のマルトースが水分子の添加により分解され、2つのグルコース単量体が生成される。 一方のグルコースはかつての共有結合の部位に水酸基を、もう一方のグルコースは水素原子を獲得する。

分割後に成分がイオン化すると、一方は水素原子2個と正の電荷を、もう一方は酸素原子1個と負の電荷を獲得します。 これは、加水分解によってタンパク質鎖からアミノ酸が抜けるときに起こる現象です。

Figure \(\PageIndex{1}): 加水分解反応によるイオン化生成物: ここに示す加水分解反応では、ジペプチドが分解され、水分子が加わって2つのイオン化したアミノ酸が生成されます。 一方のアミノ酸は酸素原子1個とマイナスの電荷を帯び、もう一方のアミノ酸は水素原子2個とプラスの電荷を帯びる。 これは、これら2つのモノマーを結合する脱水合成反応の逆です。

これらの反応は、脱水合成（縮合としても知られています）反応とは対照的です。 脱水合成反応では、より大きなポリマー中の2つのモノマー成分間に共有結合を生成した結果、水分子が形成される。 加水分解反応では、ポリマーの2つの成分を一緒に保持している共有結合を壊す結果として、水分子が消費される。

脱水反応と加水分解反応は、特定の酵素によって触媒される、つまり「スピードアップ」される化学反応です。脱水反応では新しい結合が形成されてエネルギーを必要としますが、加水分解反応では結合が切れてエネルギーが放出されます。 これにより、腸の細胞による栄養素の吸収が容易になります。 それぞれの高分子は、特定の酵素によって分解される。 例えば、炭水化物はアミラーゼ、スクラーゼ、ラクターゼ、マルターゼによって分解される。 タンパク質は、トリプシン、ペプシン、ペプチダーゼなどの酵素によって分解される。 脂質はリパーゼによって分解される。 これらの加水分解酵素の結果生じた小さな代謝産物が体内の細胞に吸収されると、他の酵素によってさらに分解される。 これらの高分子の分解は、全体的なエネルギー放出プロセスであり、細胞活動のためのエネルギーを提供します。

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