Kandungan
Enzim catalase adalah salah satu enzim paling berkesan yang diketahui, kerana setiap enzim boleh melakukan hampir 800,000 peristiwa katalitik sesaat. Fungsi katalis utama melindungi sel daripada hidrogen peroksida (H2O2) dengan menukarkannya ke oksigen (O2) dan air (H2O). H2O2 boleh merosakkan DNA.
Catalase dibentuk oleh empat bahagian individu, atau monomer, yang membungkus ke dalam enzim berbentuk dumbbell. Setiap monomer mempunyai pusat pemangkin yang mengandungi molekul heme, yang mengikat oksigen. Setiap monomer juga mengikat molekul NADPH, yang melindungi enzim itu sendiri daripada kesan merosakkan H2O2.
Catalase berfungsi dengan baik pada pH 7, dan sangat banyak dalam peroksisom, yang merupakan kantung di dalam sel yang memecah molekul toksik.
Struktur Catalase: Semua Empat Satu, dan Satu untuk Semua
Catalase adalah enzim empat bahagian, atau tetramer. Empat monomer membungkus satu sama lain untuk membentuk enzim berbentuk dumbbell. Setiap monomer mempunyai empat domain, atau bahagian - bahagian badan seperti yang melakukan pelbagai perkara.
Domain kedua adalah yang mengandungi kumpulan heme. Domain ketiga dikenali sebagai domain pembungkus, di mana empat monomer membungkus satu sama lain untuk membentuk tetramer.
Banyak jambatan garam, atau interaksi ionik antara rantai sisi asid amino yang positif dan negatif, memegang empat monomer bersama-sama. Monomer menenun satu sama lain, menjadikan enzim tetramer sangat stabil.
Ia Membawa Alat
Setiap monomer tetramer catalase mengandungi satu kumpulan heme. Kumpulan Heme adalah molekul berbentuk cakera yang mempunyai atom besi di pusat, yang mengikat oksigen. Heme dikebumikan di tengah-tengah domain pemangkin setiap monomer. Setiap monomer catalase juga mengikat molekul NADPH, tetapi pada permukaannya.
NADPH berada di sana untuk melindungi enzim dari H2O2 (hidrogen peroksida) bahawa ia mesti memangkinkan. An H2O2 molekul boleh menjadi molekul superoxide, iaitu dua atom oksigen terikat satu sama lain, dengan salah satu daripadanya mempunyai elektron tambahan yang sangat reaktif - bermakna ia boleh berinteraksi dengan elektron dalam ikatan kimia pada molekul lain dan memecahkan bon tersebut.
Itu Yang Cepat
Radikal oksigen, seperti H2O2, dihasilkan oleh proses selular biasa. Oleh kerana mereka berbahaya kepada sel, mereka mesti ditukar menjadi molekul jinak.
Catalase adalah salah satu daripada enzim terpantas yang diketahui. Setiap monomer dalam tetramer katalase boleh melakukan hampir 200,000 peristiwa pemangkin sesaat. Oleh kerana tetramer mempunyai empat monomer, setiap enzim catalase boleh melakukan hampir 800,000 peristiwa katalitik sesaat.
Catalase memerlukan tahap kecekapan ini kerana H2O2 adalah berbahaya kepada sel. Enzim Catalase terkumpul di dalam kantung yang dipanggil peroksisom dalam sel. Peroxisomes adalah vesikel yang menurunkan molekul yang beracun ke sel, termasuk radikal oksigen seperti H2O2.
PH neutral
Penyelidik telah mengkaji aktiviti catalase pada pH 7.4 dan pada 25 darjah Celsius (77 darjah Fahrenheit). PH optimum untuk tindak balas katalase adalah sekitar 7, jadi satu cara yang penyelidik menghentikan aktiviti katalis dalam tiub ujian adalah untuk menukar pH dengan menambah asid kuat atau kuat.
Di dalam sel, catalase berkumpul di peroksisom, yang mempunyai pH yang berbeza apabila diukur dalam sel yang berbeza. Jurnal "IUBMB Life" melaporkan bahawa peroxisomes didapati mempunyai pH yang berkisar dari 5.8-6.0, 6.9-7.1, dan 8.2.
Oleh itu, peroksisom yang berbeza mungkin mengandungi jumlah katalase yang berlainan, atau boleh menghidupkan atau mematikan katalase bergantung kepada bagaimana mereka mengawal tahap pH dalaman mereka.