Sisu
- Katalaasi struktuur: kõik neli ühte ja üks kõigi jaoks
- See kannab tööriistu
- See on nii kiire
- Neutraalne pH
Katalaasi ensüüm on üks tõhusamaid tuntud ensüüme, kuna iga ensüüm võib sekundis läbi viia peaaegu 800 000 katalüütilist sündmust. Katalaasi põhifunktsioon on rakkude kaitsmine vesinikperoksiidi (H2O2) molekulid, muutes need hapnikuks (O2) ja vesi (H2O). H2O2 võib kahjustada DNA-d.
Katalaas koosneb neljast üksikust osast ehk monomeerist, mis ümbritsevad hantli kujuga ensüümi. Igal monomeeril on katalüütiline kese, mis sisaldab heemmolekuli, mis seob hapnikku. Iga monomeer seob ka NADPH molekuli, mis kaitseb ensüümi ennast H-i kahjulike mõjude eest2O2.
Katalaas toimib kõige paremini, kui pH on 7, ja see on väga rikkalikult peroksisoomides, mis on raku sees olevad kotid, mis lõhustavad mürgiseid molekule.
Katalaasi struktuur: kõik neli ühte ja üks kõigi jaoks
Katalaas on neljaosaline ensüüm ehk tetrameer. Neli monomeeri ümbritsevad üksteise ümber hantli kujuga ensüümi. Igal monomeeril on neli domeeni või osa - nagu kehaosad, mis teevad erinevaid asju.
Teine domeen on see, mis sisaldab heemrühma. Kolmas domeen on tuntud kui mähkimisdomeen, kus neli monomeeri ümbritsevad tetrameeri moodustamiseks neli monomeeri.
Paljud soolasillad või positiivsete ja negatiivselt laetud aminohapete kõrvalahelate ioonilised interaktsioonid hoiavad nelja monomeeri koos. Monomeerid kuduvad üksteise ümber, muutes ensüümi tetrameeri väga stabiilseks.
See kannab tööriistu
Katalaasi tetrameeri iga monomeer sisaldab ühte heemrühma. Heemrühmad on kettakujulised molekulid, mille keskel on rauaaatom, mis seob hapnikku. Hem maetakse iga monomeeri katalüütilise domeeni keskele. Iga katalaasi monomeer seob ka NADPH molekuli, kuid selle pinnal.
NADPH on seal ensüümi kaitsmiseks H-i eest2O2 (vesinikperoksiid), mida see peab katalüüsima. H2O2 molekulist võib saada superoksiidi molekul, mis on kaks üksteisega seotud hapniku aatomit, kusjuures ühel neist on lisaelektron, mis on väga reageeriv - see tähendab, et see võib suhelda teiste molekulide keemiliste sidemete elektronidega ja need sidemed murda.
See on nii kiire
Hapnikuradikaalid nagu H2O2, toodetakse normaalsetes rakuprotsessides. Kuna need on rakule ohtlikud, tuleb need muundada healoomulisteks molekulideks.
Katalaas on üks kiiremini tuntud ensüüme. Katalaasi tetrameeri iga monomeer võib sekundis läbi viia peaaegu 200 000 katalüütilist sündmust. Kuna tetrameeril on neli monomeeri, saab iga katalaasi ensüüm läbi viia peaaegu 800 000 katalüütilist sündmust sekundis.
Katalaas vajab seda efektiivsuse taset, kuna H2O2 on lahtrile ohtlik. Katalaasi ensüümid akumuleeruvad rakus kottides, mida nimetatakse peroksisoomideks. Peroksisoomid on vesiikulid, mis lagundavad rakule toksilisi molekule, sealhulgas hapnikuradikaale nagu H2O2.
Neutraalne pH
Teadlased on uurinud katalaasi aktiivsust pH tasemel 7,4 ja temperatuuril 25 kraadi (77 kraadi Fahrenheiti järgi). Katalaasi reaktsiooni optimaalne pH on umbes 7, nii et üks viis, kuidas teadlased katkestavad aktiivsuse katseklaasis, on pH muutmine tugeva happe või tugeva aluse lisamisega.
Rakus akumuleerub katalaas peroksisoomidesse, mille pH erineb erinevates rakkudes. Ajakiri “IUBMB Life” teatas, et peroksisoomide pH on leitud vahemikus 5,8–6,0, 6,9–7,1 ja 8,2.
Seega võivad erinevad peroksisoomid sisaldada erinevas koguses katalaasi või võivad katalaasi sisse või välja lülitada sõltuvalt sellest, kuidas nad reguleerivad oma sisemist pH taset.