آنزیم کاتالاز: ویژگی های اصلی

کاتالاز - آنزیمی موجودات تقریبا در تمام زندگی پیدا شده است. عملکرد اصلی آن - برای کاتالیز تجزیه پراکسید هیدروژن به مواد بی ضرر برای ارگانیسم. کاتالاز از اهمیت زیادی برای زندگی از سلول ها، به عنوان آنها را محافظت از تخریب توسط گونه های اکسیژن فعال.

نمای کلی

آنزیم کاتالاز مربوط به اکسیدوردوکتاز - کلاس گسترده از آنزیم ها که کاتالیز انتقال الکترون از مولکول کاهش (اهدا کننده) به مولکول اکسیدان (پذیرنده).

pH بهینه کاتالاز در بدن انسان حدود 7، با این حال، سرعت واکنش تغییر نمی کند به طور قابل توجهی در مقدار شاخص هیدروژن 6.8-7.5. بهینه PH برای دیگر catalases 4 تا 11، بسته به نوع ارگانیسم. درجه حرارت مطلوب نیز برای یک فرد متفاوت است در مورد 37 ^° C

کاتالاز - یکی از سریع ترین آنزیم. فقط یک مولکول قادر به تبدیل میلیون ها مولکول پراکسید هیدروژن به آب و اکسیژن در ثانیه است. از لحاظ enzymology به این معنی که تعداد زیادی از انقلاب از ویژگی های آنزیم کاتالاز.

آنزیم ساختار

کاتالاز تترامر از چهار زنجیره پلی پپتیدی، که هر کدام دارای بیش از 500 اسید آمینه در طول است. این آنزیم از چهار گروه از سنگ سماق هم را تشکیل شده است، و از طریق آن با گونه های اکسیژن فعال واکنش نشان می دهد. گروه هیم مصنوعی اکسیده کاتالاز است.

تاریخچه کشف

کاتالاز شد با توجه به اقدام یک ماده بیولوژیکی ناشناخته به دانشمندان شناخته شده نیست 1818 سال تا لویی ژک تنارد شیمیدان کشف شده در سلول های پراکسید هیدروژن زندگی این نیست که تخریب آن است.

در سال 1900، یک شیمیدان آلمانی، اسکار لئو اول "کاتالاز" مدت برای اشاره به یک ماده تجزیه پراکسید مرموز معرفی شده است. او قادر به پاسخ به این سوال، که در آن آنزیم کاتالاز موجود بود. به عنوان یک نتیجه از آزمایش های متعدد اسکار لئو نشان داد که این آنزیم از ویژگی های تقریبا تمام حیوانات و گیاهان است. در سلول های زنده، و همچنین بسیاری از آنزیم های دیگر، کاتالاز در پراکسی زوم موجود است.

در سال 1937 او برای اولین بار به متبلور کاتالاز از کبد گاو بود. 250 کیلو دالتون - وزن مولکولی آنزیم در سال 1938 تعیین شد. در سال 1981 دانشمندان تصاویری از ساختار سه بعدی از گاو کاتالاز دریافت کرده اند.

از تجزیه پراکسید هیدروژن

با وجود این واقعیت است که پراکسید هیدروژن - یک محصول از بسیاری از عملیات متابولیک طبیعی، آن است که بی ضرر به بدن است.

برای جلوگیری از تخریب سلول ها و بافت، پراکسید هیدروژن باید به سرعت به دیگر، کمتر خطرناک به بدن تبدیل شده است. آن را به این چالش است و از عهده آنزیم کاتالاز - آن تجزیه پراکسید به دو مولکول مولکول های آب و مولکول های اکسیژن.

واکنش تجزیه پراکسید هیدروژن در بافت زندگی:

2 H ₂ O ₂ → 2 H ₂ O + O ₂

مکانیسم مولکولی آنزیم رخ پراکسید هیدروژن توسط کاتالاز هنوز دقیقا مشخص نشده است. فرض بر این است که واکنش در دو مرحله - مرحله اول شامل آهن کاتالاز گروه پروتز متصل به یک اتم اکسیژن از پراکسید، این تولید یک مولکول آب. در مرحله دوم هم را اکسیده تعامل با مولکول دیگر از پراکسید هیدروژن، در نتیجه تشکیل مولکول دیگر آب و یک مولکول اکسیژن است.

از طریق این عمل آنزیم کاتالاز برای پراکسید هیدروژن، حضور ماده فعال در نمونه بافت است که به راحتی تعیین می شود. به این اضافه کنید به اندازه کافی برای آزمون نمونه مقدار کمی از هیدروژن پراکسید و مشاهده واکنش. حضور آنزیم تشکیل حباب های اکسیژن می گوید. این واکنش خوب است چرا که هیچ ابزار و یا تجهیزات خاصی نیاز ندارد - می توان آن را با چشم غیر مسلح دیده می شود.

شایان ذکر است که یک یون در هر فلزات سنگین می تواند به عنوان یک مهار کننده های غیر قابل کاتالاز عمل می کنند. علاوه بر این، تمام سیانید شناخته شده رفتار به عنوان یک مهار کننده رقابتی کاتالاز، اگر در بسیاری از بافتها از پراکسید هیدروژن. أرسنتس به عنوان فعال عمل می کنند.

کاربرد

فعالیت آنزیمی کاتالاز تجزیه پراکسید هیدروژن شده است در صنایع غذایی استفاده می شود - با استفاده از این آنزیم از شیر حذف H ₂ O ₂ به تهیه ی پنیر. یکی دیگر از نرم افزار - بسته بندی مواد غذایی ویژه ای است که کالا در برابر اکسیداسیون محافظت می کند. کاتالاز نیز در صنعت نساجی برای حذف هیدروژن پراکسید از پارچه استفاده می شود.

این است که در بهداشت از تماس با لنز در مقادیر کوچک استفاده می شود. برخی ضد عفونی کننده از پراکسید هیدروژن تشکیل شده و کاتالاز استفاده شده است که به تقسیم این بخش قبل از استفاده مجدد از لنز.

فعالیت

فعالیت آنزیم کاتالاز بستگی به سن از ارگانیسم. بافت جوان از فعالیت آنزیم بسیار بالاتر از در قدیمی. با افزایش سن در انسان و در حیوانات فعالیت کاتالاز به تدریج به عنوان یک نتیجه از پیری بافت ها و اندام کاهش می یابد.

با توجه به مطالعه اخیر، کاهش فعالیت آنزیم کاتالاز یکی از علل احتمالی از سفید شدن مو است. پراکسید هیدروژن به طور مداوم در بدن انسان تولید می شود، اما هیچ آسیبی - کاتالاز آن تجزیه شده به سرعت. اما اگر سطح این آنزیم کاهش می یابد، آشکار است که همه پراکسید هیدروژن توسط آنزیم کاتالیز. بنابراین، آن را از داخل مو رنگ خود را با حل کردن رنگهای طبیعی. این کشف غیر منتظره در حال حاضر توسط محققان تست شده، و ممکن است نقشی در توسعه داروهای بازی، به حالت تعلیق سفید شدن مو.