Catalase - ett enzym som finns i nästan allalevande organismer. Dess huvudsakliga funktion är att katalysera sönderdelningsreaktionen av väteperoxid till ämnen som är ofarliga för kroppen. Katalas har stor betydelse för cellens vitala aktivitet, eftersom det skyddar dem från förstörelse genom aktiva syreformer.

Katalas enzym

Allmän information

Enzymkatalasen avser oxidoreduktaser, en stor klass av enzymer som katalyserar överföringen av elektroner från en reducerande molekyl (donator) till en oxidationsmolekyl (acceptor).

Det optimala pH-värdet för katalas hos människakroppen är ca 7, men reaktionshastigheten förändras inte signifikant vid värden av väteindexet från 6,8 till 7,5. Det optimala pH-värdet för andra katalaser sträcker sig från 4 till 11, beroende på typen av organism. Den optimala temperaturen varierar också, för en person är den ungefär 37om S.

Katalas är en av de snabbaste enzymerna. Bara en molekyl av den kan omvandla miljontals väteperoxidmolekyler till vatten och syre på en sekund. Ur enzymets synvinkel innebär detta att katalasenzymet karakteriseras av ett stort antal varv.

verkan av enzymet katalas på väteperoxid

Strukturen av enzymet

Katalas är en tetramer av fyrapolypeptidkedjor, vilka var och en har en längd av mer än 500 aminosyror. Enzymet har fyra grupper av porfyrhem, på grund av vilket och reagerar med de aktiva formerna av syre. Oxiderad heme är en protesgrupp av katalas.

Historia av upptäckten

Catalase var inte känt för forskare fram till 1818,medan Louis Jacques Tenar, en kemist som upptäckte väteperoxid i levande celler, inte antog att dess förstörelse berodde på verkan av en tidigare okänd biologisk substans.

Var är enzymet katalas

1900 introducerade den tyska kemisten Oscar Lev försttermen "katalas" för beteckningen av en mystisk substans som sönderdelar peroxid. Han lyckades också svara på frågan, där enzymet katalas finns. Som ett resultat av många experiment avslöjade Oscar Lev att detta enzym är karakteristiskt för nästan alla djur och växtorganismer. I en levande cell, som många andra enzymer, finns katalas i peroxisomer.

År 1937 var det för första gången möjligt att kristalliserakatalas från nötköttlever. 1938 bestämdes enzymets molekylmassa att vara 250 kDa. År 1981 fick forskare en bild av en tredimensionell struktur av bovinkatalas.

Katalys av väteperoxid

Trots det faktum att väteperoxid är en produkt av många normala metaboliska processer, är det inte harmlöst för kroppen.

Klyvningen av väteperoxid genom ett katalasenzym
För att förhindra förstöring av celler och vävnader,väteperoxid måste snabbt omvandlas till en annan, mindre farlig substans för kroppen. Det är med denna uppgift att katalasenzymet hanterar - det bryter ner peroxidmolekylen till två molekyler vatten och en syremolekyl.

Reaktionen av sönderdelning av väteperoxid i levande vävnader:

2 H2O2 → 2 H2O + O2

Molekylär mekanism för peroxidspjälkningvätekatalasenzym har ännu inte studerats. Det antas att reaktionen äger rum i två steg - i det första steget binder järn i protesgruppen av katalas till syreatorn av peroxid, medan en molekyl vatten frigörs. Vid det andra steget reagerar den oxiderade himan med en annan väteperoxidmolekyl, vilket resulterar i bildandet av en annan molekyl vatten och en molekyl syre.

På grund av denna aktivitet av enzymet katalas påväteperoxid är närvaron av denna aktiva substans i vävnadsprover lätt att bestämma. För att göra detta, bara tillsätt en liten mängd väteperoxid till provet och observera reaktionen. Närvaron av ett enzym indikeras genom bildandet av syrebubblor. Denna reaktion är bra eftersom det inte kräver någon speciell utrustning eller verktyg - det kan observeras med blotta ögat.

katalasenzymaktivitet

Det är värt att notera att jonen av någon tungmetallkan fungera som en icke-konkurrerande inhibitor av katalas. Dessutom uppträder alla kända cyanider som en konkurrerande katalashämmare, om det finns mycket väteperoxid i vävnaderna. Arsenater spelar rollen som aktivatorer.

ansökan

Den nedbrytande effekten av katalasenzymet på väteperoxid har funnits i livsmedelsindustrin - detta enzym avlägsnas från mjölken H2Oh2 innan du lagar osten. En annan applikation är speciell matförpackning, som skyddar produkterna mot oxidation. Katalas används också i textilindustrin för att avlägsna väteperoxid från vävnader.

Den används i små mängder ikontaktlinsens hygien. Vissa desinfektionsmedel består av väteperoxid och katalas används för att dela denna komponent före återanvändning linser.

aktivitet

Aktiviteten av katalasenzymet beror på åldernkropp. I unga vävnader är enzymets aktivitet mycket högre än hos de gamla. Med ålder, både hos människor och hos djur, minskar aktiviteten av katalas gradvis som ett resultat av åldrande av organ och vävnader.

Enligt en ny studie, en minskningaktiviteten av katalas är en av de möjliga orsakerna till hårborttagning. Väteperoxid bildas ständigt i människokroppen men skadar inte - katalas sönderdelas snabbt. Men om nivån på detta enzym minskar är det uppenbart att inte all väteperoxid katalyseras av enzymet. Därför missfärgar det håret från insidan, upplösande naturliga färgämnen. Denna oväntade upptäckt testas nu av forskare, och kanske kommer att spela en roll i utvecklingen av läkemedel som avbryter hårstrålning.

</ p>