L'enzim catalasa: Característiques principals

Catalasa - un enzim que es troba en gairebé tots els organismes vius. La seva principal funció - per catalitzar la descomposició del peròxid d'hidrogen en substàncies innòcues per a l'organisme. La catalasa és de gran importància per a la vida de les cèl·lules, ja que els protegeix de la destrucció per les espècies reactives de l'oxigen.

visió de conjunt

L'enzim catalasa es refereix a oxidoreductasa - àmplia classe d'enzims que catalitzen la transferència d'electrons de la molècula reduint (donant) a la molècula d'oxidant (acceptor).

El pH òptim per a la catalasa en el cos humà és d'aproximadament 7, però, la velocitat de reacció no canvia significativament a valors de l'índex d'hidrogen a partir de 6.8 a 7.5. El pH òptim per a altres catalases que van de 4 a 11, depenent del tipus d'organisme. La temperatura òptima també és diferent per a una persona és d'aproximadament 37 ^° C

Catalasa - un dels enzims més ràpids. Només una molècula és capaç de convertir els seus milions de molècules de peròxid d'hidrogen en aigua i oxigen per segon. En termes de enzimologia que significa que un gran nombre de revolucions característics de l'enzim catalasa.

estructura de l'enzim

La catalasa és un tetràmer de quatre cadenes de polipèptids, cadascun dels quals té més de 500 aminoàcids de longitud. L'enzim es compon de quatre grups de pòrfir hemo, i mitjançant el qual reacciona amb espècies d'oxigen actiu. El grup prostètic hemo oxidat és una catalasa.

Història del descobriment

Catalasa no era conegut pels científics per 1818 anys fins que Louis Jacques Thénard químic descobert en les cèl·lules de peròxid d'hidrogen que viuen no es suggereix que la seva destrucció a causa de l'acció d'un material biològic desconegut.

En 1900, un químic alemany, Oskar Leo va introduir per primera vegada el terme "catalasa" per referir-se a una substància descomposició misteriós peròxid. Va ser capaç de respondre a la pregunta, on l'enzim catalasa continguda. Com a resultat de nombrosos experiments Oskar Leo va revelar que aquest enzim és característic de gairebé tots els animals i plantes. En les cèl·lules vives, així com moltes altres enzims, catalasa està continguda en els peroxisomes.

El 1937 va ser el primer a cristal·litzar la catalasa de fetge de res. 250 kD - pes molecular de l'enzim es va determinar en 1,938. El 1981, els científics han rebut imatges de l'estructura tridimensional de la catalasa bovina.

La catàlisi de peròxid d'hidrogen

Malgrat el fet que el peròxid d'hidrogen - un producte de molts processos metabòlics normals, no és inofensiu per al cos.

Per evitar la destrucció de cèl·lules i teixits, peròxid d'hidrogen ha de ser convertit ràpidament en altres, menys perillós per al cos. És a aquest repte i fa front enzim catalasa - es descompon el peròxid de dues molècules de molècules d'aigua i molècules d'oxigen.

La reacció de descomposició del peròxid d'hidrogen en els teixits vius:

2 H ₂ O ₂ → 2 H ₂ O + O ₂

El mecanisme molecular de l'enzim d'escissió del peròxid d'hidrogen per la catalasa no s'entén encara exactament. Se suposa que la reacció té lloc en dues etapes - la primera etapa consisteix en ferro grup prostètic catalasa unit a un àtom d'oxigen del peròxid, això genera una molècula d'aigua. En el segon pas, el heme oxidat interactuant amb una altra molècula de peròxid d'hidrogen, formant d'aquesta manera una altra molècula d'aigua i una molècula d'oxigen.

A través d'aquesta acció de l'enzim catalasa per al peròxid d'hidrogen, la presència de la substància activa en les mostres de teixit es determina fàcilment. Per a aquest afegir suficient per a la prova de la mostra una petita quantitat de peròxid d'hidrogen i observar la reacció. La presència de l'enzim compte la formació de bombolles d'oxigen. Aquesta reacció és bona, ja que no requereix eines o equips especials - es pot veure a simple vista.

Val la pena assenyalar que un ió de qualsevol metall pesat pot actuar com un inhibidor no competitiu de la catalasa. A més, tots cianur conegut comporta com un inhibidor competitiu de la catalasa, si en molts teixits del peròxid d'hidrogen. Arseniats actuen com activadors.

sol·licitud

Acció de l'enzim catalasa descompon el peròxid d'hidrogen s'ha utilitzat en la indústria alimentària - amb ajuda d'aquest enzim s'elimina de la llet H ₂ O ₂ a la preparació de formatge. Una altra aplicació - un embalatge especial d'aliments que protegeix al producte contra l'oxidació. La catalasa s'utilitza també en la indústria tèxtil per a l'eliminació de peròxid d'hidrogen a partir de teixits.

S'utilitza en la higiene de les lents de contacte en petites quantitats. Alguns desinfectants estan compostos de peròxid d'hidrogen i catalasa s'utilitza per dividir aquest component abans de la reutilització de lents.

activitat

L'activitat de l'enzim catalasa depèn de l'edat de l'organisme. Els joves teixits de l'activitat de l'enzim és molt més gran que en l'antic. Amb l'edat en els éssers humans i en animals l'activitat catalasa disminueix gradualment com a resultat de l'envelliment dels teixits i òrgans.

Segons un estudi recent, una disminució de l'activitat de la catalasa és una de les possibles causes de encanecimiento del cabell. El peròxid d'hidrogen es produeix contínuament en el cos humà, però cap dany - catalasa descompon ràpidament. Però si el nivell d'aquest enzim es redueix, és obvi que no tot el peròxid d'hidrogen és catalitzada per l'enzim. Per tant, es decolora el cabell des de l'interior mitjançant la dissolució de colorants naturals. Actualment Aquest descobriment inesperat sent provat pels investigadors, i pot tenir un paper en el desenvolupament de fàrmacs, la suspensió de encanecimiento del cabell.