Entsyymikatalaasia: pääpiirteet

Katalaasia - entsyymi löytyy lähes kaikki elävät organismit. Sen tärkein tehtävä - katalysoida vetyperoksidin hajoamisen vaarattomiksi organismin. Katalaasi on suuri merkitys koko elinkaaren ajan solujen, kuten suojaa niitä tuholta reaktiivisia happiradikaaleja.

yleiskatsaus

Entsyymikatalaasia koskee oksidoreduktaasin - laaja luokka entsyymejä, jotka katalysoivat elektronien siirtoa pelkistävän molekyyli (luovuttaja) ja hapetin molekyyli (akseptori).

PH-optimi katalaasin ihmiskehossa on noin 7, kuitenkin, reaktionopeus ei muutu merkittävästi arvoja vedyn indeksi 6,8-7,5. PH-optimi muita katalaasit vaihtelevat 4-11, riippuen organismin. Optimilämpötila on myös erilainen henkilö on noin 37 ^° C: ssa

Katalaasin - yksi nopeimmin entsyymejä. Vain yksi molekyyli pystyy muuttamaan sen miljoonien molekyylien vetyperoksidin vedeksi ja hapeksi sekunnissa. Suhteen entsymologian mikä tarkoittaa, että suuri määrä kierroksia ominaisuus entsyymikatalaasia.

rakenne entsyymi

Katalaasi on tetrameeri neljä polypeptidiketjua, joista jokainen on yli 500 aminohappoa pituudeltaan. Entsyymi koostuu neljään ryhmään hemin porfyyri, ja kautta, joka reagoi aktiivisen hapen lajeja. Hapetettu prosteettisen hemiryhmän on katalaasi.

Historia löytö

Katalaasi ei tiedetty tiedemiehet 1818 vuotta, kunnes Louis Jacques Thénard kemisti löydetty elävissä soluissa vetyperoksidia ei esitetty, että sen tuhoutuminen johtuen toiminnan tuntemattoman biologista materiaalia.

Vuonna 1900 saksalainen kemisti, Oskar Leo ensimmäisen kerran käyttöön "katalaasin" viittaamaan salaperäinen aine hajoavan peroksidia. Hän pystyi vastaamaan kysymykseen, jossa entsyymikatalaasia sisälsi. Seurauksena lukuisia kokeita Oskar Leo paljastaneet, että tämä entsyymi on ominaista lähes kaikki eläimiä ja kasveja. Elävissä soluissa, sekä monia muita entsyymejä, katalaasi sisältyy peroksisomit.

Vuonna 1937 hän oli ensimmäinen kiteytyä katalaasia naudan maksa. 250 kD: n - molekyylipaino entsyymi määritettiin vuonna 1938. Vuonna 1981 tutkijat ovat saaneet kuvia kolmiulotteisen rakenteen naudan katalaasin.

Katalyysiin vetyperoksidin

Huolimatta siitä, että vetyperoksidi - tuote monien normaalia aineenvaihduntaan, se ei ole vaaratonta kehon.

Tuhoutumisen estämiseksi solujen ja kudosten, vetyperoksidi on nopeasti toisiksi, vähemmän vaarallinen kehon. Se on tähän haasteeseen ja selviää entsyymikatalaasia - se hajoaa peroksidi kaksi molekyyliä vesimolekyylien ja happimolekyylejä.

Reaktio vetyperoksidin hajoamisen elävissä kudoksissa:

2 H ₂ O ₂ → 2 H ₂ O + O ₂

Molekulaarinen mekanismi katkaisun entsyymin katalaasin aiheuttaman vetyperoksidin ei vielä tarkasti ymmärretä. Oletetaan, että reaktio tapahtuu kahdessa vaiheessa - ensimmäinen vaihe, joka koostuu raudasta katalaasia prosteettinen ryhmä on sitoutunut happiatomiin peroksidin, tämä muodostaa yhden molekyylin vettä. Toisessa vaiheessa hapetetaan hemin vuorovaikutuksessa toisen molekyylin kanssa vetyperoksidia, jolloin muodostuu veden toisen molekyylin ja yhden molekyylin happea.

Tämän entsyymin toiminnan katalaasia vetyperoksidin, läsnä ollessa aktiivisen aineen kudosnäytteet määritetään helposti. Tähän lisätään tarpeeksi testin näyte pieni määrä vetyperoksidia ja tarkkailla reaktio. Läsnäolo entsyymin kertoo muodostumista hapen kuplia. Tämä reaktio on hyvä, koska se ei vaadi erikoistyökaluja tai laitteita - voidaan nähdä paljain silmin.

On syytä huomata, että ioni tahansa sellaisten raskasmetalli voi toimia ei-kilpaileva estäjä katalaasia. Lisäksi, kaikki tunnetut syanidi käyttäytyy kuin kilpaileva estäjä katalaasia, jos monissa kudoksissa vetyperoksidia. Arsenaatteina toimivat aktivaattoreina.

hakemus

Entsyymin toiminnan katalaasi hajottaa vetyperoksidia on käytetty elintarviketeollisuudessa - käyttäen tätä entsyymiä poistetaan maidosta H ₂ O ₂ juuston valmistuksessa. Toinen sovellus - erityinen elintarvikepakkauksissa että suojaa tuotetta hapettumiselta. Katalaasia käytetään myös tekstiiliteollisuudessa poistamiseksi vetyperoksidin kankaita.

Sitä käytetään hygienian piilolinssit pieninä määrinä. Jotkut desinfiointiaineet koostuvat vetyperoksidia ja katalaasi käytetään jakamaan tätä komponenttia ennen uudelleenkäyttöä linssejä.

aktiviteetti

Aktiivisuus katalaasientsyymillä riippuu iästä organismin. Nuoret kudoksissa entsyymin aktiivisuus on paljon suurempi kuin vanhoissa. Iän ihmisissä ja eläimissä katalaasiaktiivisuuden vähitellen vähenee vanhenemisen takia kudosten ja elinten.

Mukaan tuoreessa tutkimuksessa, jossa oli laskua katalaasiaktiivisuuden on yksi mahdollisista syistä hiusten harmaantumista. Vetyperoksidia tuotetaan jatkuvasti ihmiskehossa, mutta ei haittaa - katalaasi hajoaa nopeasti. Mutta jos taso tämän entsyymin pienenee, on selvää, että kaikki vetyperoksidi katalysoi entsyymi. Siten, se discolors sisältä hiukset liuottamalla luonnon väriaineita. Tämä odottamaton löytö parhaillaan testattavana tutkijoiden ja voi olla rooli kehitettäessä lääkkeitä, keskeyttää harmaantumista hiuksia.