Innehåll
- funktion
- struktur
- Betydelsen av katalas
- Faktorer som påverkar katalasens effektivitet
- Andra användningar av katalas
Katalas är ett enzym som finns i cellerna hos djur, växter och aeroba bakterier. Ett enzym är en stor molekyl, syntetiserad i celler och producerad för att fungera som en katalysator i en reaktion. Varje typ av enzym utför en specifik funktion, och katalasans funktion är att omvandla en potentiellt skadlig biprodukt till element som är användbara för cellen.
funktion
Katalas, som de flesta enzymer, är ett protein. Det finns i peroxisomer, som är membranösa cellorganeller. Katalas har en viktig biologisk funktion: det katalyserar nedbrytningen av väteperoxid, ett ämne som är giftigt för organismer, i vatten och molekylärt syre, som är både harmlösa och användbara.
struktur
Hantelstrukturen hos katalasen innehåller fyra polypeptidkedjor, vilka var och en innehåller mer än 500 aminosyror. Catalase har också fyra hemgrupper, vilka är gjorda av protoporfyrinringar, innehållande en enda järnatom. Dessa ringar är inrymda i de fyra kedjorna.
Betydelsen av katalas
Väteperoxid är en biprodukt av många biologiska funktioner hos organismer. Alla aeroba organismer använder syre vid andning. Reduktionen av syre i vatten är ofta ofullständig, och en extra elektron från en metalljon kan överföras, vilket orsakar peroxidbildning. Emellertid skapas det mesta av väteperoxiden under produktionen av ATP i mitokondrierna. Fastän väteperoxid är toxisk för levande celler, uppträder reaktionen att bryta tillbaka den i vatten och syre sker snabbt och effektivt. Catalase är känt som en av de mest effektiva enzymerna, med en omsättning på cirka 200 000 händelser / sekund / subenhet. Utan katalas för att öka reaktionshastigheten skulle väteperoxid förbli, skada cellerna.
Faktorer som påverkar katalasens effektivitet
Katalas och dess aktivitetshastighet förändras av flera faktorer, inklusive temperatur, pH, saltkoncentration, mängd substrat och närvaron av inhibitorer eller aktivatorer. Temperaturen är en viktig faktor vid alla biokemiska reaktioner, eftersom hög temperatur kan orsaka enzymernas denaturering. När enzymet denatureras ändras det dess konformation, vilket gör att substratet binder mindre effektivt och därigenom minskar reaktionshastigheten. Å andra sidan, tills maximal temperatur (vilken är olika för varje typ av katalas) uppnås, ökar reaktionshastigheten tillsammans med temperaturen. PH, mätningen av surheten eller koncentrationen av vätejoner i en lösning mäts i en skala från 0 till 14. Eftersom lösningen blir surare (under 7) kan enzymet få en vätejon från lösningen , och eftersom lösningen blir mer grundläggande (över 7), kan den förlora en vätejon. Antingen av dessa ytterligheter kan minska reaktionshastigheten, eftersom katalasernas kemiska bindningar förändras. Det finns två typer av inhibitorer: icke-konkurrerande hämmare, som binder till en plats som inte är den aktiva platsen och konkurrerande hämmare, som binder till katalasens aktiva ställning. Kopparsulfat är en känd icke-konkurrerande inhibitor av katalas, och cyanid är känd som en konkurrerande hämmare. I allmänhet ökar reaktionshastigheten också när mängden väteperoxid ökar. De enzymatiska reaktionerna följer emellertid Michaelis-Menten ekvationen, som säger att varje reaktion kommer att nå en mättnadspunkt, vilket betyder att vid en maximal reaktionshastighet kommer tillsatsen av mer substrat inte längre att ha någon effekt.
Andra användningar av katalas
Eftersom katalas förekommer i nästan alla levande organismer är det en av de mest studerade enzymerna. Detta ledde forskare att hitta andra funktioner för detta effektiva enzym. Catalase används för att behandla insidan av plasten för att packa mat. Det förhindrar oxidation, och hjälper därför till att spara mat. Katalas används också under kall steriliseringsprocessen som är en process för att bevara mjölk och ost genom behandling med väteperoxid. Detta enzym används för att avlägsna eventuella återstående spår av väteperoxid.