Ֆերմենտը կատալազա: Հիմնական հատկանիշները

Կատալազա - ֆերմենտի հայտնաբերվել է գրեթե բոլոր կենդանի օրգանիզմների. Նրա հիմնական գործառույթը - ից կատալիզատոր տարրալուծման hydrogen մասին պերօքսիդ մեջ անվնաս նյութերից օրգանիզմի համար: Կատալազա է մեծ նշանակություն ունի կյանքի բջիջների, քանի որ պաշտպանում է նրանց կողմից ոչնչացման ռեակտիվ թթվածնի տեսակների.

overview

Ֆերմենտը կատալազա վերաբերում է oxidoreductase - լայն դասի enzymes, որը խթանել է փոխանցումը էլեկտրոնների է նվազեցնող մոլեկուլ (դոնորի) եւ oxidant մոլեկուլ (ստացողը):

The օպտիմալ pH համար կատալազա է մարդու մարմնի մասին է 7, սակայն, որ արձագանքը տոկոսադրույքը չի փոխել զգալիորեն ին արժեքներին ջրածնի ցուցանիշը ից 6.8 է 7.5% -ով. The pH օպտիմալ այլ catalases սկսած 4-ից 11, կախված տեսակից օրգանիզմի: The օպտիմալ ջերմաստիճանը եւս տարբերվում է մի անձի, որը մոտ 37 ^° C

Կատալազա մեկը ամենաարագ enzymes. Միայն մեկ մոլեկուլ ի զորու է վերծանել է իր միլիոնավոր մոլեկուլների ջրածնի պերօքսիդ է ջրի եւ թթվածնի մեկ վայրկյանում: Առումով էնզիմոլոգիա, ինչը նշանակում է, որ մեծ թվով հեղափոխությունների բնորոշ ֆերմենտի կատալազա:

կառուցվածքը enzyme

Կատալազա է tetramer չորս պոլիպեպտիդ շղթաներով, որոնցից յուրաքանչյուրը ունի ավելի քան 500 ամինաթթուների երկարությամբ: Ֆերմենտը կազմված է չորս խմբերի heme porphyry, եւ որի միջոցով արձագանքում ակտիվ թթվածնի տեսակների. Թթվայինները Heme պրոթեզը խումբը կատալազա.

Պատմությունը հայտնաբերելու

Կատալազա չէր հայտնի գիտնականների 1818 տարի, մինչեւ Louis Ժակ Thénard քիմիկոս հայտնաբերվել է բջջի hydrogen մասին պերօքսիդ չի առաջարկվում է, որ իր ոչնչացման պատճառով գործողության անհայտ կենսաբանական նյութի:

1900 թ., Գերմանացի քիմիկոս, Օսկար Լեո առաջին անգամ ներդրվել է «կատալազա» տերմինը անդրադառնալ մի խորհրդավոր թմրադեղերի կազմալուծվում պերօքսիդ. Նա կարողացել է պատասխանել այն հարցին, որտեղ է enzyme կատալազա պարունակվող: Որպես հետեւանք բազմաթիվ փորձերի Oskar Leo պարզվել է, որ այս enzyme բնորոշ է գրեթե բոլոր կենդանիների եւ բույսերի. Ի կենդանի բջիջների, ինչպես նաեւ բազմաթիվ այլ enzymes, կատալազա պարունակվում է peroxisomes.

1937 թ.-ին նա առաջինն էր, որ բյուրեղանալ կատալազա է տավարի լյարդի. 250 KD - մոլեկուլային քաշը ֆերմենտի որոշվել է 1938 թ-ին: Է 1981 թ. Գիտնականները ստացել պատկերները եռաչափ կառուցվածքի եզան կատալազա:

Որ կատալիզ hydrogen մասին պերօքսիդ

Չնայած այն հանգամանքին, որ ջրածնի պերօքսիդ, - մի արդյունք բազմաթիվ նորմալ metabolic գործընթացների, դա ոչ թե անվնաս է մարմինը.

Է կանխել ոչնչացումը բջիջների եւ հյուսվածքների, ջրածնի պերօքսիդ պետք է արագ փոխակերպվել այլ, ավելի քիչ վտանգավոր է մարմնի. Այն, որ այս մարտահրավերը եւ պայքարում enzyme կատալազա - դա քայքայվում է պերօքսիդ երկու մոլեկուլների ջրի մոլեկուլների եւ թթվածնի մոլեկուլների.

Արձագանքն ջրածնի պերօքսիդ տարրալուծման է կենդանի հյուսվածքների:

2 H ₂ O ₂ → 2 H ₂ O + O ₂

Մոլեկուլային մեխանիզմը հերձում ֆերմենտի hydrogen մասին պերօքսիդ կողմից կատալազա դեռ չի հենց հասկացել. Ենթադրվում է, որ արձագանքը տեղի է ունենում երկու փուլով. Առաջին փուլը, որը բաղկացած է երկաթի կատալազա պրոթեզ խմբի Խճճված է թթվածնի Ատոմ է պերօքսիդ, սա առաջացնում է մեկ մոլեկուլ ջուր: Իսկ երկրորդ քայլը թթվայինները Heme շփվել այլ մոլեկուլում ջրածնի պերօքսիդ, այդպիսով ձեւավորելով մեկ այլ մոլեկուլ ջուր եւ մեկ մոլեկուլ թթվածին.

Միջոցով այս գործողության ֆերմենտի կատալազա համար ջրածնի պերօքսիդ, ներկայությունը ակտիվ նյութի հյուսվածքների նմուշների է հեշտությամբ որոշվում. Սա ավելացնելու բավարար է փորձանմուշ մի փոքր քանակությամբ ջրածնի պերօքսիդ եւ դիտարկել արձագանքը: Ներկայությունը ֆերմենտի պատմում ձեւավորմանը թթվածնի փուչիկները. Այս արձագանքը լավ է, քանի որ այն չի պահանջում որեւէ հատուկ գործիքների կամ սարքավորումները, այն կարելի է տեսնել անզեն աչքով:

Հարկ է նշել, որ իոնային ցանկացած ծանր մետաղի կարող է հանդես գալ որպես ոչ մրցակցային inhibitor կատալազա: Բացի այդ, հայտնի ցիանիդը behaves որպես մրցակցային inhibitor կատալազա, եթե շատ հյուսվածքների ջրածնի պերօքսիդ. Arsenates հանդես գալ որպես ակտիվացնողների:

դիմում

Ակցիան է enzyme կատալազա քայքայվում ջրածնի պերօքսիդ արդեն օգտագործվել է սննդի արդյունաբերության, օգտագործելով այս enzyme հանվում է կաթի H ₂ O ₂ նախապատրաստման պանիր. Մեկ այլ դիմում - հատուկ սննդի փաթեթավորման, որ պաշտպանում է ապրանքը դեմ օքսիդացում. Կատալազա է նաեւ օգտագործվում է տեքստիլ արդյունաբերության համար հեռացման hydrogen մասին պերօքսիդ ից գործվածքներ.

Այն օգտագործվում է հիգիենայի կոնտակտային ոսպնյակներ փոքր քանակությամբ: Որոշ ախտահանիչ են կազմված hydrogen մասին պերօքսիդ եւ կատալազա, որն օգտագործվում է պառակտել այս բաղադրիչը մինչեւ reusing ոսպնյակներ.

գործունեություն

Ակտիվություն կատալազա enzyme կախված է տարիքից օրգանիզմի: Ի դեպ, երիտասարդ հյուսվածքների ֆերմենտի ակտիվության շատ ավելի բարձր է, քան հինը: Տարիքի հետ մարդկանց եւ կենդանիների կատալազա գործունեության աստիճանաբար նվազում հետեւանքով ծերացման հյուսվածքների եւ օրգանների.

Ըստ վերջին հետազոտության, նվազում կատալազա գործունեության մեկն է հնարավոր պատճառների մազերի graying: Ջրածնի պերօքսիդ արտադրվում շարունակաբար է մարդու մարմնի, բայց ոչ մի վնաս - կատալազա քայքայվում այն արագ. Բայց եթե մակարդակը այս enzyme նվազել է, դա ակնհայտ է, որ ոչ բոլոր ջրածնի պերօքսիդ, որը խթան է ֆերմենտի: Այսպիսով, այն discolors ներսից մազերով լուծարման բնական ներկանյութեր: Այս անսպասելի հայտնագործություն ներկայումս փորձարկվում է հետազոտողների, եւ կարող է դեր խաղալ զարգացման դեղերի, կասեցման graying մազերով.