Ang enzyme catalase: pangunahing tampok

Catalase - isang enzyme na natagpuan sa halos lahat ng buhay na organismo. Its main function - upang catalyze ang agnas ng hydrogen peroxide sa hindi makasasama sangkap para sa mga organismo. Catalase ay ng malaking kahalagahan para sa mga buhay ng mga cell, pati na pinoprotektahan ang mga ito mula sa pagkawasak sa pamamagitan ng reaktibo oxygen species.

Pangkalahatang-ideya

Ang enzyme catalase may kaugnayan sa oxidoreductase - malawak na klase ng mga enzymes na catalyze ang paglipat ng mga electron mula sa pagbabawas ng Molekyul (donor) sa oxidant Molekyul (acceptor).

Ang mga pinakamabuting kalagayan PH para catalase sa katawan ng tao ay tungkol sa 7, gayunman, ang reaksyon rate ay hindi nagbabago nang malaki-laki sa mga halaga ng index hydrogen 6.8-7.5. Ang pH pinakamainam para sa iba pang catalases sumasaklaw mula 4 hanggang 11, depende sa uri ng organismo. Ang mga pinakamabuting kalagayan temperatura ay din iba't-ibang para sa isang tao ay tungkol sa 37 ^° C

Catalase - isa sa mga pinakamabilis na enzymes. Tanging isang Molekyul ay may kakayahang pag-convert ng kanyang milyon-milyong mga molecules ng hydrogen peroxide sa tubig at oxygen sa bawat segundo. Sa mga tuntunin ng enzymology na nangangahulugan na ang isang malaking bilang ng mga revolutions katangian ng enzyme catalase.

istraktura enzyme

Catalase ay isang tetramer ng apat polypeptide chain, ang bawat isa ay may higit sa 500 amino acids ang haba. Ang enzyme ay binubuo ng apat na mga grupo ng heme porpiri, at sa pamamagitan ng na reacts sa mga aktibong mga species oxygen. Ang oxidized heme prosthetic grupo ay isang catalase.

Kasaysayan ng pagtuklas

Catalase ay hindi kilala sa mga siyentipiko 1818 taon hanggang Louis Jacques Thénard botika natuklasan sa buhay na mga cell ng hydrogen peroxide ay hindi iminungkahi na ang kanyang pagkawasak dahil sa ang pagkilos ng isang hindi kilalang biological materyales.

Sa 1900, isang Aleman botika, Oskar Leo unang ipinakilala ang "catalase" term na sumangguni sa isang mahiwaga sangkap decomposing peroxide. Siya ay magagawang upang sagutin ang tanong, kung saan ang enzyme catalase nakapaloob. Bilang isang resulta ng maraming mga eksperimento Oskar Leo nagsiwalat na ang enzyme ay katangian ng halos lahat ng mga hayop at halaman. Sa buhay na mga cell, pati na rin ang maraming iba pang mga enzymes, catalase ay nilalaman sa peroxisome.

Sa 1937 siya ay ang unang upang gawing kristal catalase mula sa karne ng baka atay. 250 kD - molecular bigat ng enzyme ay natukoy sa 1938. Noong 1981 siyentipiko ay nakatanggap ng mga imahe ng mga tatlong-dimensional na istraktura ng ng baka catalase.

Ang katalisis ng hydrogen peroxide

Sa kabila ng ang katunayan na ang hydrogen peroxide - isang produkto ng maraming normal na metabolic proseso, ito ay hindi nakakapinsala sa katawan.

Upang maiwasan ang pagkasira ng mga cell at tisiyu, hydrogen peroxide ay dapat na mabilis na-convert sa iba pang, mas mapanganib sa katawan. Ito ay upang hamong ito at copes enzyme catalase - ito decomposes sa peroxide sa dalawang molecules ng mga molecule ng tubig at oxygen molecules.

Ang reaksyon ng hydrogen peroxide agnas sa buhay na tisyu:

2 H ₂ O ₂ → 2 H ₂ O + O ₂

Ang molekular mekanismo ng cleavage enzyme ng hydrogen peroxide sa pamamagitan catalase ay hindi pa eksakto maintindihan. Ito ay ipinapalagay na ang reaksyon ay tumatagal ng lugar sa dalawang yugto - ang unang yugto na binubuo ng bakal catalase prosthetic grupo bonded sa isang oxygen atom ng peroxide, ito ay bumubuo ng isang Molekyul ng tubig. Sa ikalawang hakbang oxidized heme ugnayan sa isa pang Molekyul ng hydrogen peroxide, at dahil doon na bumubuo ng isa pang Molekyul ng tubig at isang Molekyul ng oxygen.

Sa pamamagitan ng ang aksyon na ito ng enzyme catalase para sa hydrogen peroxide, ang presensya ng mga aktibong sangkap sa tissue specimens ay madaling matukoy. Dito'y idinaragdag sapat na upang ang mga pagsubok sample ng isang maliit na halaga ng hydrogen peroxide at obserbahan ang reaksyon. Ang pagkakaroon ng enzyme ay nagsasabi sa pormasyon ng mga bula oxygen. Reaksyon na ito ay mabuti dahil ito ay hindi nangangailangan ng anumang espesyal na mga kasangkapan o kagamitan - maaari itong makita sa mga mata lamang.

Ito ay nagkakahalaga ng noting na ang isang ion ng anumang mabigat na metal ay maaaring kumilos bilang isang noncompetitive inhibitor ng catalase. Higit pa rito, lahat ng mga kilalang cyanide behaves bilang isang competitive inhibitor ng catalase, kung sa maraming mga tisiyu ng hydrogen peroxide. Arsenates kumilos bilang activators.

application

Pagkilos ng enzyme catalase decomposes hydrogen peroxide ay ginagamit sa industriya ng pagkain - gamit ang enzyme ay inalis mula sa gatas H ₂ O ₂ sa paghahanda ng keso. Ang isa pang application - espesyal na pagkain packaging na pinoprotektahan ang produkto laban sa oksihenasyon. Catalase ay ginagamit din sa mga tela industriya para sa pag-aalis ng hydrogen peroxide mula sa tela.

Ginagamit ito sa kalinisan ng mga contact lens sa mga maliliit na dami. Ang ilang mga disinfectants ay binubuo ng hydrogen peroxide at catalase ay ginagamit upang hatiin ito component bago reusing lenses.

aktibidad

Aktibidad ng catalase enzyme ay depende sa edad ng mga organismo. Ang mga batang tisiyu ng aktibidad ng enzyme ay mas mataas kaysa sa mga lumang. Sa edad sa mga kawani na tao at sa mga hayop catalase aktibidad ay unti-unting bumababa bilang resulta ng pag-iipon ng tissues at organs.

Ayon sa isang kamakailang pag-aaral, ang pagbawas ng catalase aktibidad ay isa sa mga posibleng dahilan ng buhok graying. Hydrogen peroxide ay patuloy na ginawa sa katawan ng tao, ngunit walang pinsala - catalase decomposes ito nang mabilis. Ngunit kung ang antas ng enzyme na ito ay nabawasan, ito ay malinaw na hindi lahat ng hydrogen peroxide ay catalyzed sa pamamagitan ng enzyme. Kaya, ito discolors mula sa loob ng buhok sa pamamagitan ng dissolving likas na dyes. Ang hindi inaasahang pagkatuklas kasalukuyang sinusuri ng mga mananaliksik, at maaaring i-play ang isang papel sa pag-unlad ng mga droga, pagsuspindi graying ng buhok.