Tartalom
A kataláz enzim az egyik leghatékonyabb ismert enzim, mivel minden enzim másodpercenként közel 800 000 katalitikus eseményt képes végrehajtani. A kulcsfontosságú kataláz funkció a sejtek védelme a hidrogén-peroxid (H2O2) molekulákat oxigénné (O2) és víz (H2O). H2O2 károsíthatja a DNS-t.
A kataláz négy különálló részből vagy monomerből áll, amelyek súlyzó alakú enzimbe burkolóznak. Mindegyik monomernek van egy katalitikus központja, amely hem-molekulát tartalmaz, amely köti az oxigént. Mindegyik monomer megköti a NADPH molekuláját is, amely megvédi magát az enzimet a H káros hatásaitól.2O2.
A kataláz a legjobban 7-es pH mellett működik, és rendkívül bőséges peroxiszómákban, amelyek egy sejt belsejében lévő tasakok, amelyek lebontják a mérgező molekulákat.
Kataláz felépítése: Mind a négy, mind egy
A kataláz egy négyrészes enzim vagy egy tetramer. Négy monomer körülkerül, hogy súlyzó alakú enzimet képezzen. Minden monomernek négy doménje van, vagy részei - mint például a testrészek, amelyek különböző dolgokat végeznek.
A második domain az, amely a hem csoportot tartalmazza. A harmadik domént az úgynevezett csomagoló doménnek nevezzük, ahol a négy monomer körülkerül, hogy tetramerré váljon.
Számos sóhíd, vagy pozitív és negatív töltésű aminosav oldalláncok közötti ionos kölcsönhatások tartják a négy monomert együtt. A monomerek egymás körül szövik, ezáltal a tetramer enzim nagyon stabil.
Ez eszközöket hordoz
A kataláz-tetramer minden monomerje egy hemcsoportot tartalmaz. A hémcsoportok korong alakú molekulák, amelyek középen egy vas atom található, amely köti az oxigént. A hemet az egyes monomerek katalitikus doménjének közepére temették el. Mindegyik kataláz-monomer egy NADPH-molekulát is megköt, de a felületén.
A NADPH ott van, hogy megvédje az enzimet a H-tól2O2 (hidrogén-peroxid), amelyet katalizálnia kell. Egy H2O2 A molekula szuperoxid molekulává válhat, amely két oxigénatom kapcsolódik egymáshoz, és egyikükben egy extra elektron nagyon erősen reaktív - vagyis kölcsönhatásba léphet az elektronokkal más molekulák kémiai kötéseiben, és megbonthatja ezeket a kötéseket.
Ez olyan gyors
Oxigéngyökök, például H2O2, normál sejtes folyamatokkal állítják elő. Mivel veszélyesek a sejtre, ezeket jóindulatú molekulákká kell alakítani.
A kataláz az egyik leggyorsabb ismert enzim. A kataláz-tetramerben lévő egyes monomerek másodpercenként közel 200 000 katalitikus eseményt tudnak végrehajtani. Mivel a tetramernek négy monomerje van, mindegyik kataláz enzim másodpercenként közel 800 000 katalitikus eseményt képes végrehajtani.
A kataláznak szüksége van erre a hatékonysági szintre, mert H2O2 veszélyes a sejtre. A kataláz enzimek egy sejtben peroxiszómáknak nevezett tasakokban halmozódnak fel. A peroxiszómák olyan vezikulumok, amelyek lebontják a sejtre mérgező molekulákat, ideértve az oxigéngyököket, mint például a H2O2.
Semleges pH
A kutatók a kataláz aktivitását 7,4 pH-n és 25 Celsius-fokon (77 fok Fahrenheit) vizsgálták. A kataláz reakció optimális pH-ja 7 körüli, tehát az egyik módja annak, hogy a kutatók megállítsák a kataláz aktivitást egy kémcsőben, ha megváltoztatjuk a pH-t erős sav vagy erős bázis hozzáadásával.
A sejtben a kataláz peroxiszómákban halmozódik fel, amelyek pH-ja változó, ha különböző sejtekben mérik. Az „IUBMB Life” folyóirat arról számolt be, hogy a peroxiszómák pH-ja 5,8–6,0, 6,9–7,1 és 8,2 között volt.
Így a különböző peroxiszómák tartalmazhatnak különböző mennyiségű katalázt, vagy be- vagy kikapcsolhatják a katalázt attól függően, hogy miként szabályozzák belső pH-szintüket.