Содержание
- функция
- структура
- Важность каталазы
- Факторы, влияющие на эффективность каталазы
- Другие виды использования каталазы
Каталаза - это фермент, который содержится в клетках животных, растений и аэробных бактерий. Фермент - это большая молекула, синтезируемая в клетках и производимая в качестве катализатора реакции. Каждый тип фермента выполняет определенную функцию, а функция каталазы заключается в превращении потенциально вредного побочного продукта в элементы, полезные для клетки.
функция
Каталаза, как и большинство ферментов, является белком. Он обнаружен в пероксисомах, которые представляют собой органеллы мембранных клеток. Каталаза выполняет важную биологическую функцию: она катализирует расщепление перекиси водорода, вещества, токсичного для организмов, на воду и молекулярный кислород, которые безопасны и полезны.
структура
Структура гантели каталазы содержит четыре полипептидные цепи, каждая из которых содержит более 500 аминокислот. Каталаза также имеет четыре гемогруппы, которые состоят из протопорфириновых колец, содержащих один атом железа. Эти кольца размещены в четырех цепях.
Важность каталазы
Перекись водорода является побочным продуктом многих биологических функций организмов. Все аэробные организмы используют кислород для дыхания. Восстановление кислорода в воде часто бывает неполным, и дополнительный электрон из иона металла может переноситься, вызывая образование перекиси. Тем не менее, большая часть перекиси водорода создается во время производства АТФ в митохондриях. Хотя перекись водорода токсична для живых клеток, реакция на ее превращение в воду и кислород происходит быстро и эффективно. Каталаза известна как один из наиболее эффективных ферментов с оборотом около 200 000 событий / сек / субъединица. Без каталазы для увеличения скорости реакций, перекись водорода останется, повреждая клетки.
Факторы, влияющие на эффективность каталазы
Каталаза и скорость ее активности изменяются несколькими факторами, включая температуру, pH, концентрацию соли, количество субстрата и присутствие ингибиторов или активаторов. Температура является важным фактором во всех биохимических реакциях, так как высокая температура может вызвать денатурацию ферментов. Когда фермент денатурируется, он меняет свою конформацию, заставляя субстрат связываться менее эффективно, тем самым снижая скорость реакции. С другой стороны, до тех пор, пока не будет достигнута максимальная температура (которая отличается для каждого типа каталазы), скорость реакции будет увеличиваться вместе с температурой. PH, мера кислотности или концентрации ионов водорода в растворе, измеряется по шкале от 0 до 14. По мере того, как раствор становится более кислым (ниже 7), фермент может получать ион водорода из раствора. и когда раствор становится более основным (выше 7), он может потерять ион водорода. Любая из этих крайностей может снизить скорость реакции, так как химические связи каталазы изменяются. Существует два типа ингибиторов: неконкурентные ингибиторы, которые связываются с сайтом, который не является активным сайтом, и конкурентные ингибиторы, которые связываются с активным сайтом каталазы. Сульфат меди является известным неконкурентным ингибитором каталазы, а цианид известен как конкурентный ингибитор. Как правило, с увеличением количества перекиси водорода скорость реакции также увеличивается. Однако ферментативные реакции следуют уравнению Михаэлиса-Ментена, которое говорит, что каждая реакция достигнет точки насыщения, а это означает, что при максимальной скорости реакции добавление большего количества субстрата больше не будет иметь эффекта.
Другие виды использования каталазы
Поскольку каталаза присутствует практически во всех живых организмах, она является одним из наиболее изученных ферментов. Это привело ученых к поиску других функций для этого эффективного фермента. Каталаза используется для обработки пластмассы для упаковки продуктов питания. Это предотвращает окисление и, следовательно, помогает сохранить пищу. Каталаза также используется во время процесса холодной стерилизации, который представляет собой процесс сохранения молока и сыра путем обработки перекисью водорода. Этот фермент используется для удаления любых оставшихся следов перекиси водорода.