Ензимът каталаза: основни характеристики

Каталаза - ензим, намиращ се в почти всички живи организми. Неговата основна функция - да катализират разграждането на водороден пероксид в безвредни вещества за организма. Каталаза е от голямо значение за живота на клетките, като ги предпазва от разрушаване от реактивни кислородни видове.

Преглед

ензим каталаза на отнася до оксидоредуктаза - широк клас ензими, които катализират преноса на електрони от намаляване молекула (донор) към молекулата на окислител (акцептор).

Оптималното рН за каталаза в човешкото тяло е около 7, обаче, скоростта на реакцията не се променя значително при стойности на индекса на водород от 6,8 до 7,5. оптимално рН за други каталази от 4 до 11, в зависимост от вида на организма. Оптималната температура е различна за човек е около 37 ^° С

Каталаза - един от най-бързите ензими. Само една молекула е в състояние на превръщане неговите милиони молекули на водороден пероксид до вода и кислород в секунда. По отношение на Enzymology, което означава, че голям брой обороти, характерни за ензима каталаза.

Структура ензим

Каталаза е тетрамер от четири полипептидни вериги, всяка от които има повече от 500 аминокиселини в дължина. Ензимът се състои от четири групи хем порфир, и чрез което реагира с активни кислородни видове. В окислява хем протеза групата е каталаза.

История на откриването

Catalase не е била известна на учените 1818 години, докато Луи Жак Тенар химик открит в живите клетки от водороден прекис не се предполага, че разрушаването му се дължи на действието на неизвестен биологичен материал.

През 1900 г. един немски химик, Oskar Лео представен за първи път на "каталаза" Терминът се отнася до мистериозен вещество разлагащи пероксид. Той бе в състояние да отговори на въпроса, къде на ензима каталаза, съдържаща се. В резултат на многобройни експерименти Оскар Лео разкри, че този ензим е характерен за почти всички животни и растения. В живи клетки, както и много други ензими, каталаза се съдържа в пероксизомите.

През 1937 г. той е първият, който кристализира каталаза от говежди черен дроб. 250 кД - молекулно тегло на ензима се определя в 1938. През 1981 г. учените са получили снимки на триизмерната структура на говедата каталаза.

Катализата на водороден пероксид

Въпреки факта, че водороден прекис - продукт на много нормалните метаболитни процеси, не е безвреден за тялото.

За да се предотврати разрушаването на клетките и тъканите, водороден пероксид трябва бързо да се преобразува в друга, по-малко вредни за организма. Той е на това предизвикателство и се справя ензим каталаза - се разлага пероксида на две молекули на водните молекули и кислородни молекули.

Реакцията на водороден пероксид разлагане в живи тъкани:

2 Н 2О ₂ → 2 Н _2О + O ₂

Молекулното механизъм на ензима разцепване на водороден пероксид с каталаза все още не е точно разбрани. Предполага се, че реакцията се провежда в два етапа - първи етап, състоящ се от желязо каталаза протезна група, свързана с кислороден атом на прекис, това генерира една молекула вода. Във втория етап на окислен хема взаимодействие с друга молекула на водороден пероксид, при което се образува друга молекула вода и една молекула кислород.

Чрез това действие на ензима каталаза за водороден прекис, наличието на активното вещество в образците на тъкан се определя лесно. За тази добави достатъчно за тест-проба малко количество водороден прекис и наблюдавайте реакцията. Присъствието на ензима показва образуването на кислородни мехурчета. Тази реакция е добро, тъй като не изисква никакви специални инструменти или оборудване - това може да се види с невъоръжено око.

Заслужава да се отбележи, че един йон на всеки тежки метали може да действа като неконкурентен инхибитор на каталаза. Освен това, всички известни цианид се държи като конкурентен инхибитор на каталаза, ако в много тъкани на водороден пероксид. Арсенати действат като активатори.

приложение

Действието на ензима каталаза разлага водороден прекис се използва в хранителната промишленост - използва този ензим се отстранява от мляко Н 2О ₂ с получаване на сирене. Друго приложение - специална опаковка храна, която предпазва продукта от окисляване. Каталаза се използва също и в текстилната промишленост за отстраняване на водороден прекис от тъкани.

Той се използва в хигиената на контактни лещи в малки количества. Някои дезинфектанти са съставени от водороден прекис и каталаза се използва за разделяне на този компонент, преди повторно използване на лещи.

дейност

Дейност на каталаза ензим зависи от възрастта на организма. Младите тъканите на ензимната активност е много по-високи, отколкото в старите. С възрастта при хората и при животните, каталаза дейност постепенно се намалява в резултат на стареене на тъканите и органите.

Според едно скорошно проучване, което представлява намаление на каталаза дейност е една от възможните причини за коса побеляване. Водороден прекис се произвежда непрекъснато в човешкото тяло, но не вреди - каталаза бързо се разлага. Но ако нивото на този ензим е намалена, очевидно е, че не всички водороден прекис се катализира от ензима. Така, обезцветява от вътрешността на косата чрез разтваряне естествени багрила. Това неочаквано откритие в момента се тества от изследователи, и може да играе роля в разработването на лекарства, спиране побеляване на косата.