Enzymet katalas: Huvuddragen

Katalas - ett enzym som finns i nästan alla levande organismer. Dess huvudsakliga funktion - att katalysera nedbrytningen av väteperoxid till ofarliga substanser för organismen. Katalas är av stor betydelse för livet av cellerna, som skyddar dem från undergång genom att reaktiva syreradikaler.

översikt

Enzymet katalas avser oxidoreduktas - bred klass av enzymer som katalyserar överföringen av elektroner från reduktions molekylen (donator) för oxidationsmedlet molekylen (acceptor).

Det optimala pH för katalas i människokroppen är ca 7, emellertid, reaktionshastigheten ändras inte signifikant vid värden på väteindex från 6,8 till 7,5. PH-optimum för andra katalaser sträcker sig från 4 till 11, beroende på typ av organism. Den optimala temperaturen är också olika för en person är omkring 37 ^° C

Katalas - en av de snabbast enzymer. Endast en molekyl har förmåga att omvandla sina miljontals molekyler av väteperoxid till vatten och syre per sekund. I termer av enzymologi vilket innebär att ett stort antal varv som är karakteristiska för enzymet katalas.

struktur enzym

Katalas är en tetramer av fyra polypeptidkedjor, var och en har mer än 500 aminosyror i längd. Enzymet är sammansatt av fyra grupper av heme porfyr, och genom vilka reagerar med aktiva syrespecies. Den oxiderade hem prostetisk grupp är en katalas.

History of discovery

Katalas var inte känd forskare 1818 år tills Louis Jacques Thénard kemist upptäckt i levande celler väteperoxid inte föreslås att dess förstörelse på grund av inverkan av en okänd biologiskt material.

År 1900, en tysk kemist, Oskar Leo först introducerade "katalas" term för att hänvisa till en mystisk substans ruttnande peroxid. Han kunde svara på frågan, där enzymet katalas innehöll. Som ett resultat av många experiment Oskar Leo avslöjade att detta enzym är kännetecknande för nästan alla djur och växter. I levande celler, liksom många andra enzymer, är katalas ingår i peroxisomer.

År 1937 var han den förste att kristallisera katalas från nötlever. 250 kD - molekylvikt av enzymet bestämdes i 1938. År 1981 har forskare fått bilder av tredimensionella strukturen av bovint katalas.

Katalysen av väteperoxid

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

Att förhindra förstörelse av celler och vävnader, måste väteperoxiden snabbt omvandlas till andra, mindre farliga för kroppen. Det är till denna utmaning och klarar enzymet katalas - den sönderdelas peroxiden till två molekyler av vattenmolekyler och syremolekyler.

Reaktionen av väteperoxid sönderdelning i levande vävnader:

2 H ₂ O ₂ → 2 H ₂ O + O ₂

Den molekylära mekanismen av klyvningsenzymet av väteperoxid genom katalas är ännu inte exakt klarlagd. Det antas att reaktionen äger rum i två steg - det första steget består av järn katalas prostetisk grupp bunden till en syreatom av peroxiden, alstrar detta en molekyl vatten. I det andra steget den oxiderade heme interagera med en annan molekyl av väteperoxid, för att därigenom bilda en annan molekyl vatten och en molekyl av syre.

Genom denna verkan av enzymet katalas för väteperoxid, är närvaron av den aktiva substansen i vävnadsproverna lätt bestämmas. Till denna tillsätt tillräckligt på prov sampla en liten mängd väteperoxid och observera reaktionen. Närvaron av enzymet berättar bildningen av syrebubblor. Denna reaktion är bra eftersom det inte kräver några speciella verktyg eller utrustning - det kan ses med blotta ögat.

Det är värt att notera att en jon av någon tungmetall kan fungera som en icke-kompetitiv hämmare av katalas. Vidare uppför sig alla kända cyanid som en kompetitiv inhibitor av katalas, om i många vävnader i väteperoxid. Arsenater fungerar som aktivatorer.

ansökan

Inverkan av enzymet katalas sönder väteperoxid har använts inom livsmedelsindustrin - med hjälp av detta enzym avlägsnas från mjölk H ₂ O ₂ till framställningen av ost. En annan tillämpning - särskild livsmedelsförpackningar som skyddar produkten mot oxidation. Katalas används även inom textilindustrin för avlägsnande av väteperoxid från tyger.

Det används i hygien kontaktlinser i små kvantiteter. Vissa desinfektionsmedel består av väteperoxid och katalas används för att dela denna komponent före återanvändning linser.

aktivitet

Aktivitet av katalas enzym beror på ålder av organismen. De unga vävnader enzymaktiviteten är mycket högre än i den gamla. Med åldern hos människor och djur katalasaktivitet gradvis minskar till följd av åldrandet av vävnader och organ.

Enligt en färsk undersökning, är en minskning av katalas-aktivitet en av de möjliga orsakerna till hår nedtonat. Väteperoxid produceras kontinuerligt i den mänskliga kroppen, men ingen skada - katalas bryts det snabbt. Men om nivån av detta enzym minskar, är det uppenbart att inte all väteperoxid katalyseras av enzymet. Således missfärgas det inifrån håret genom att lösa naturliga färgämnen. Denna oväntade upptäckt närvarande testas av forskare, och kan spela en roll i utvecklingen av läkemedel, tillfälligt grånande hår.