Enzym katalasa: hlavní rysy

Katalázy - enzymu nalezený v téměř všech živých organismů. Jeho hlavní funkcí - katalyzovat rozklad peroxidu vodíku na neškodné látky pro organismus. Kataláza má velký význam pro život buněk, jak je chrání před zničením reaktivních forem kyslíku.

Přehled

Enzym kataláza týká oxidoreduktázy - širokou třídu enzymů, které katalyzují přenos elektronů z redukčního molekuly (dárce) do oxidačního činidla molekuly (akceptor).

Optimální hodnota pH pro katalázy v lidském těle je asi 7, avšak reakční rychlost podstatně nemění při hodnotách indexu vodíku od 6,8 do 7,5. PH optimální pro jiné katalázy v rozmezí od 4 do 11, v závislosti na typu organismu. Optimální teplota je odlišná pro osobu, je asi 37 ^° C

Kataláza - jedna z nejrychlejších enzymů. Pouze jedna molekula je schopen přeměnit miliony jeho molekul peroxidu vodíku na vodu a kyslík za sekundu. Z hlediska Enzymology, což znamená, že velký počet otáček charakteristických enzymu katalázy.

Struktura enzym

Kataláza je tetramer ze čtyř polypeptidových řetězců, z nichž každý má více než 500 aminokyselin. Enzym se skládá ze čtyř skupin hemu porfyr, a přes který reaguje s aktivními formami kyslíku. Oxidovaný hem prostetická skupina je kataláza.

Historie objevu

Kataláza není známo, že vědci 1818 let, než Louis Jacques Thénard chemik objevil v živých buňkách peroxidu vodíku není navrženo, že jeho zničení v důsledku působení neznámého biologického materiálu.

V roce 1900 německý chemik, Oskar Leo poprvé představil „kataláza“ termín se odkazovat na peroxid tajemné látky rozkládat. Byl schopen odpovědět na otázku, kde je enzym kataláza obsažené. V důsledku četných experimentů Oskar Leo odhalily, že tento enzym je charakteristické pro téměř všech zvířat a rostlin. V živých buňkách, stejně jako mnoho jiných enzymů, kataláza je obsažen v peroxisomech.

V roce 1937 byl jako první krystalizovat katalasy z hovězích játrech. 250 kD - molekulová hmotnost enzymu byla stanovena v roce 1938. V roce 1981 získali vědci obrazy trojrozměrné struktury hovězího katalázy.

Katalýzu peroxidu vodíku

Navzdory tomu, že peroxid vodíku - produkt mnoha normálních metabolických procesů, není neškodný pro tělo.

Aby se zabránilo zničení buněk a tkání, peroxid vodíku, musí být rychle převést na jiné, méně nebezpečné pro tělo. Je na tuto výzvu a vyrovnává enzymu katalázy - se rozkládá peroxid se dvěma molekulami vody molekul a molekul kyslíku.

Reakce rozkladu peroxidu vodíku v živých tkáních:

2 H ₂ O ₂ → 2 H ₂ O + O ₂

Molekulární mechanismus štěpení enzymu peroxidu vodíku podle kataláza není dosud přesně objasněn. Předpokládá se, že reakce probíhá ve dvou fázích - první stupeň sestávající z železa katalázy protetické skupiny, vázané na atom kyslíku, peroxidu, to vytváří jednu molekulu vody. Ve druhém stupni se oxiduje heme interakcí s jinou molekulou peroxidu vodíku, čímž se vytvoří další molekuly vody a jednu molekulu kyslíku.

Prostřednictvím tohoto působením enzymu katalázy na peroxid vodíku, přítomnost účinné látky ve vzorcích tkáně se snadno určit. K tomu přidat dostatečně na zkušební vzorek malé množství peroxidu vodíku a pozorovat reakce. Přítomnost enzymu říká tvorbu bublinek kyslíku. Tato reakce je dobré, protože to nevyžaduje žádné speciální nástroje nebo zařízení - to může být vidět pouhým okem.

Stojí za zmínku, že ion jakékoliv těžkých kovů může působit jako nekompetitivní inhibitor katalázy. Kromě toho, všechny známé kyanid se chová jako kompetitivní inhibitor katalasy, pokud v mnoha tkáních působením peroxidu vodíku. Arzeničnany působí jako aktivátory.

přihláška

Účinkem enzymu katalázy rozkládá peroxid vodíku se používá v potravinářském průmyslu - použití tohoto enzymu se odstraní z mléka H _{2O 2} na přípravu sýra. Další aplikace - speciální balení potravin, které chrání výrobek před oxidací. Kataláza se používá také v textilním průmyslu k odstranění peroxidu vodíku z tkanin.

To je použito v hygieně kontaktních čoček v malých množstvích. Některé dezinfekční prostředky jsou složeny z peroxidu vodíku a katalázy slouží k rozdělení tohoto komponentu před opětovným čočky.

aktivita

Aktivita katalázy enzymu je závislá na stáří organismu. Mladí tkáně enzymové aktivity je mnohem vyšší než ve starých. S věkem u člověka a u zvířat, kataláza aktivita se postupně snižuje v důsledku stárnutí tkání a orgánů.

Podle nedávné studie, což představuje pokles o aktivity katalázy je jednou z možných příčin šedivění. Peroxid vodíku se vyrábí kontinuálně v lidském těle, ale není na škodu - katalasa to rychle rozkládá. Ale pokud se sníží hladina tohoto enzymu, je zřejmé, že ne všechny peroxid vodíku je katalyzována enzymem. Proto discolors zevnitř vlasů rozpuštěním přírodní barviva. Tento neočekávaný objev v současné době zkouší výzkumníky, a může hrát roli ve vývoji léků, kterým se pozastavuje šedivění vlasů.