Fermentas katalazės: pagrindiniai bruožai

Katalazė - fermentas, randamas beveik visi gyvi organizmai. Jo pagrindinė funkcija - katalizuoti vandenilio peroksido skilimas į nekenksmingas medžiagas organizmo. Katalazė yra labai svarbios ląstelių gyvenimą, kaip apsaugo juos nuo sunaikinimo reaktyvių deguonies rūšių.

apžvalga

Fermentas katalazės susijęs su oksidoreduktazė - plataus klasės fermentų, kad katalizuoja elektronų pernešimas iš redukcijos molekulės (donoro) į antioksidantas molekulės (akceptorius).

Optimalus pH katalazės į žmogaus kūną yra apie 7, tačiau, reakcijos norma nėra žymiai pasikeisti vertybių vandenilio indeksą nuo 6,8 iki 7,5. Optimalus pH kitų katalazių svyruoja nuo 4 iki 11, priklausomai nuo organizmo tipo. Optimali temperatūra taip pat skiriasi asmeniui yra apie 37 ^° C,

Katalazė - viena iš sparčiausiai fermentų. Tik vienas molekulė gali konvertuoti savo milijonus molekulių vandenilio peroksido vandens ir deguonies per sekundę. Kalbant apie enzimologijos o tai reiškia, kad didelė apsisukimų skaičių, būdingų fermento katalazės.

struktūra fermentas

Katalazės yra iš keturių polipeptido grandinių, kurių kiekvienas turi daugiau nei 500 aminorūgščių ilgio tetrameras. Fermentas yra sudarytas iš keturių grupių hemo porfiru, ir per kurią reaguoja su aktyvių deguonies formų. Oksiduoti hemo protezavimo grupė yra katalazės.

Istorija atradimas

Katalazė nebuvo žinoma, kad mokslininkai 1818 metų iki Louis Jacques Thenard chemikas atrado gyvų ląstelių vandenilio peroksido nėra siūloma, kad jo sunaikinimo dėl nežinomo biologinio medžiagos veiksmų.

1900, vokiečių chemikas Oskar Liūtas pirmoji pristatė "katalazės" terminą kreiptis į paslaptingą medžiagos irimo peroksidu. Jis galėjo atsakyti į klausimą, kur fermentas katalazės esančius. Kaip daugelio eksperimentų rezultatas Oskar Leo atskleidė, kad šis fermentas yra būdinga beveik visiems gyvūnams ir augalams. Be gyvų ląstelių, o taip pat ir daugelyje kitų fermentų, katalazės pateikta peroksisomės.

1937 jis buvo pirmasis kristalizuotis katalazė iš jautienos kepenų. 250 kD - molekulinė masė fermento buvo nustatytas 1938 m. 1981 mokslininkai gavo vaizdus trimatės struktūros galvijų katalazės.

Iš vandenilio peroksido katalizės

Nepaisant to, kad vandenilio peroksido - daugelio įprastų metabolizmo procesų produktų, tai nėra nekenksminga organizmui.

Siekiant užkirsti kelią ląstelių ir audinių sunaikinimo, vandenilio peroksidas turi būti greitai konvertuojamos į kitą, mažiau pavojinga prie kūno. Ji yra į šią problemą ir pasakojama fermento katalazė - suyra peroksido iki dviejų molekulių molekulių vandens ir deguonies molekulių.

Vandenilio peroksido skilimo reakcijos gyvų audinių:

2 H ₂ O ₂ → 2H ₂ O + O ₂

Molekulinė mechanizmas skilimo fermento vandenilio peroksido pagal katalazės dar nėra tiksliai suprantama. Manoma, kad reakcija vyksta dviem etapais - pirmasis etapas, susidedantis iš geležies katalazės protezo grupę, prijungtą prie deguonies atomo peroksido, tai sudaro vieną vandens molekulę. Antrajame etape oksiduoti hemo sąveikaujant su kita vandenilio peroksido molekulėje, tokiu būdu susidarant kitą vandens molekulę ir vieną molekulę deguonies.

Per šį fermento katalazės dėl vandenilio peroksido veiksmų, veikliosios medžiagos buvimas audinių pavyzdžių yra lengvai nustatoma. Norėdami tai pridėkite pakankamai mėginio nedidelį kiekį vandenilio peroksido ir stebėti reakciją. Fermento buvimas pasakoja deguonies burbuliukų susidarymo. Ši reakcija yra gerai, nes jis nereikalauja jokių specialių įrankių ar įrangos - galima matyti plika akimi.

Verta paminėti, kad bet kokios sunkiųjų metalų jonų gali veikti kaip nesiekiantį inhibitorius katalazės. Be to, visi žinomi cianidas elgiasi kaip konkurencinio inhibitorius katalazės, jei yra daugelyje audinių vandenilio peroksido. Arsenates veikia kaip aktyvatoriai.

taikymas

Veiksmų fermento katalazės suyra vandenilio peroksido buvo naudojamas maisto pramonėje - naudojant šį fermentą yra pašalinamas iš pieno H ₂ O ₂ atitinkamo sūrio paruošimo. Kita programa - specialus maisto pakavimas, kuri apsaugo gaminį nuo oksidacijos. Katalazės taip pat naudojamas tekstilės pramonėje, susidedančios iš vandenilio peroksido pašalinimo iš audinių.

Jis naudojamas higienos kontaktinių lęšių mažais kiekiais. Kai dezinfekcijos priemonės sudaro vandenilio peroksidas ir katalazės naudojamas padalinti šį komponentą prieš pakartotinai lęšius.

veikla

Veikla katalazės fermento priklauso nuo organizmo amžiaus. Jaunieji audinių fermentų aktyvumo yra daug didesnis nei senasis. Su amžiumi žmogaus organizme ir gyvūnams katalazės aktyvumas pamažu mažėja, kaip senėjimo audinių ir organų rezultatas.

Pagal neseniai atliktą tyrimą, iš katalazės aktyvumo mažėjimas yra viena iš galimų priežasčių, dėl plaukų Pjūvis. Vandenilio peroksidas gaminamas nuolat žmogaus organizme, tačiau jokios žalos - katalazės suyra greitai. Bet jei šio fermento kiekis yra sumažėjęs, akivaizdu, kad ne visi vandenilio peroksidas katalizuoja fermento. Taigi, tai discolors iš vidaus plaukų tirpinant natūraliais dažais. Tai netikėtas atradimas šiuo metu išbandė mokslininkų ir gali vaidinti svarbų vaidmenį narkotikų plėtros, galiojimo sustabdymo Pjūvis plaukų.