Ensüüm katalaasi: põhijooned

Katalaasi - ensüüm, mida leidub peaaegu kõik elusorganismid. Selle peamine funktsioon - katalüüsivad laguneb vesinikperoksiid kahjututeks aineid organismile. Katalaas on suur tähtsus elu rakud, nagu kaitseb neid hävimise reaktiivne hapnik liigid.

Ülevaade

Ensüüm katalaas käsitleb oksidoreduktasi - lai ensüümide klassi, mis katalüüsivad elektrone vähendades molekuli (doonor), et oksüdeerija molekul (aktseptor).

Optimaalne pH katalaas inimorganismis on umbes 7 aga reaktsiooni kiirust oluliselt ei muutu temperatuuril väärtused vesinik indeks 6,8-7,5. Optimaalseks pH teiste katalaase vahemikus 4-11, sõltuvalt liigist organismi. Optimaalne temperatuur on ka erinev inimene umbes 37 ^° C

Katalaasi - üks kiiremini ensüüme. Ainult üks molekul on võimeline muundama miljonite molekulide vesinikperoksiid veele ja hapniku sekundis. Seoses ensümoloogiaga mis tähendab, et suur pöörete arvu iseloomulik ensüümi katalaasi.

struktuur ensüümi

Katalaasi tetrameer neljast polüpeptiidahelast, millest igaühes on üle 500 aminohappe pikkune. Ensüüm koosneb nelja rühma heemi porfüüri ning mille kaudu reageerib aktiivsete hapnikuosakeste. Oksüdeeritud heemi prosteetilise rühma on katalaasi.

Ajalugu avastus

Katalaasi ei tuntud teadlased 1818 aastat, kuni Louis Jacques Thenard keemik avastati elusrakkude vesinikperoksiidi ei soovitatud, et nende hävitamine toimel tundmatu bioloogilise materjali.

Aastal 1900, saksa keemik Oskar Leo esmakordselt kasutusele "katalaasi" mõiste, mis salapärane aine lagunevatest peroksiidi. Ta suutis vastata küsimusele, kus ensüümi katalaasi sisalduvad. Selle tulemusena paljude katsete Oskar Leo selgus, et see ensüüm on iseloomulik peaaegu kõik loomad ja taimed. Elusrakkudes, nagu ka paljud teised ensüümid, katalaas sisaldub peroksisoomidesse.

Aastal 1937 oli ta esimene kristalliseeruma katalaasi veiseliha maksa. 250 kD - molekulmassiga määrati ensüümi 1938. Aastal 1981 teadlased on saanud pilte kolmemõõtmeline struktuur veiste katalaasi.

Katalüüsi vesinikperoksiidi

Vaatamata asjaolule, et vesinikperoksiid - toode paljude normaalsete ainevahetusprotsesside ei ole kahjutu organismis.

Et vältida hävitamise rakkude ja kudede vesinikperoksiid tuleb kiiresti muundada teisteks, vähem ohtlikuks organismis. On sellele reageerida ning hakkama ensüüm katalaasi - see laguneb peroksiidarvu kahe veemolekuli molekulide ja hapniku molekulid.

Reaktsioon vesinikperoksiidi lagunemisel eluskudede-:

2 _{H2O 2} → 2H ₂ O + O ₂

Molekulaarne mehhanism lõhustamine ensüüm vesinikperoksiidi katalaas on seni täpselt teada. Oletatakse, et reaktsioon toimub kahes etapis - esimene etapp, kuhu kuuluvad raud katalaas prosteetilise rühma hapnikuga aatom peroksiidi, see tekitab ühe molekuli vett. Teises etapis oksüdeeritud heemi suheldes teise molekuliga vesinikperoksiid, moodustades seeläbi teise molekuli vee ja ühe hapniku molekuli.

Läbi selle toime ensüüm katalaasi vesinikperoksiid juuresolekul Toimeaine koeproove on kergesti määratav. Sellele tuleb lisada nii palju uuritavale proovile väikeses koguses vesinikperoksiidi ja jälgida reaktsiooni. Juuresolekul ensüümi ütleb moodustamine hapniku mullid. See reaktsioon on hea, sest see ei nõua erilisi vahendeid või seadmeid - see võib näha ka palja silmaga.

Väärib märkimist, et ioonide tahes raskemetalli võib toimida noncompetitive inhibiitor katalaasi. Veelgi enam, kõik tuntud tsüaniidi käitub konkureeriv inhibiitor katalaas, kui paljudes kudedes vesinikperoksiid. Arsenaadid tegutseda aktivaatorid.

taotlus

Action ensüümi katalaasi laguneb vesinikperoksiid on kasutatud toiduainetööstuse - kasutades seda ensüümi eemaldatakse piima _{H2O 2} valmistamisega juust. Teine taotlus - eriline toiduainete pakendid, mis kaitseb toodet oksüdeerumise eest. Katalaasi kasutatakse ka tekstiilitööstuses eemaldamist vesinikperoksiidi kangastest.

Seda kasutatakse hügieeni kontaktläätsed väikestes kogustes. Mõned desinfitseerimisvahendid koosnevad vesinikperoksiidi ja katalaasi kasutatakse jagada seda komponenti enne taaskasutamist läätsed.

tegevus

Ensüümi katalaas aktiivsus sõltub vanusest organismi. Noored kudede aktiivsus on palju suurem kui vanades. Vananedes inimestel ja loomadel katalaasi aktiivsuse järk-järgult väheneb selle tulemusena vananemise kudede ja organite.

Vastavalt hiljutisele uuringule, vähenedes katalaasi aktiivsuse üks võimalikke põhjuseid juuste hallinev. Vesinikperoksiid on toodetud pidevalt inimese keha, kuid mingit kahju - katalaas laguneb kiiresti. Aga kui selle ensüümi tase on vähenenud, siis on ilmselge, et mitte kõik vesinikperoksiidi katalüüsib ensüüm. Seega discolors seest juuste lahustades looduslikud värvained. See ootamatu avastus katsetab praegu teadlased, ja võib mängida rolli ravimite väljatöötamine, peatamise graying juuksed.