NộI Dung
Enzym catalase là một trong những enzyme hiệu quả nhất được biết đến, vì mỗi enzyme có thể thực hiện gần 800.000 sự kiện xúc tác mỗi giây. Chức năng catalase quan trọng là bảo vệ các tế bào khỏi hydro peroxide (H2Ôi2) phân tử bằng cách chuyển đổi chúng thành oxy (O2) và nước (H2O). H2Ôi2 có thể làm hỏng DNA.
Catalase được hình thành bởi bốn phần riêng biệt, hoặc monome, bọc thành một enzyme hình quả tạ. Mỗi monome có một trung tâm xúc tác có chứa một phân tử heme, liên kết oxy. Mỗi monome cũng liên kết một phân tử NADPH, bảo vệ chính enzyme khỏi tác hại của H2Ôi2.
Catalase hoạt động tốt nhất ở độ pH 7, và rất phong phú trong peroxisomes, đó là các túi bên trong một tế bào phá vỡ các phân tử độc hại.
Cấu trúc Catalase: Tất cả bốn một, và một cho tất cả
Catalase là một enzyme bốn phần, hoặc một tetramer. Bốn monome quấn quanh nhau tạo thành enzyme hình quả tạ. Mỗi monome có bốn miền, hoặc các bộ phận - như các bộ phận cơ thể làm những việc khác nhau.
Tên miền thứ hai là tên miền chứa nhóm heme. Miền thứ ba được gọi là miền bao bọc, là nơi bốn đơn phân quấn quanh nhau để tạo thành một tetramer.
Nhiều cầu muối, hoặc tương tác ion giữa các chuỗi axit amin tích điện dương và điện tích âm, giữ bốn monome lại với nhau. Các monome dệt xung quanh nhau, làm cho enzyme tetramer rất ổn định.
Nó mang dụng cụ
Mỗi monome của tetramer catalase chứa một nhóm heme. Các nhóm heme là các phân tử hình đĩa có một nguyên tử sắt ở trung tâm, liên kết oxy. Heme được chôn ở giữa miền xúc tác của mỗi monome. Mỗi monome catalase cũng liên kết một phân tử NADPH, nhưng ở bề mặt của nó.
NADPH có mặt để bảo vệ enzyme khỏi H2Ôi2 (hydro peroxide) mà nó phải xúc tác. An H2Ôi2 phân tử có thể trở thành một phân tử superoxide, là hai nguyên tử oxy liên kết với nhau, với một trong số chúng có thêm một electron có khả năng phản ứng cao - có nghĩa là nó có thể tương tác với các electron trong liên kết hóa học trên các phân tử khác và phá vỡ các liên kết đó.
Nó nhanh quá
Các gốc oxy, chẳng hạn như H2Ôi2, được sản xuất bởi các quá trình di động bình thường. Vì chúng nguy hiểm cho tế bào, chúng phải được chuyển đổi thành các phân tử lành tính.
Catalase là một trong những enzyme nhanh nhất được biết đến. Mỗi monome trong tetramer catalase có thể thực hiện gần 200.000 sự kiện xúc tác mỗi giây. Vì một tetramer có bốn monome, mỗi enzyme catalase có thể thực hiện gần 800.000 sự kiện xúc tác mỗi giây.
Catalase cần mức hiệu quả này vì H2Ôi2 là nguy hiểm cho tế bào. Các enzyme Catalase tích lũy trong các túi gọi là peroxisomes trong một tế bào. Peroxisomes là các túi làm suy giảm các phân tử gây độc cho tế bào, bao gồm các gốc oxy như H2Ôi2.
PH trung tính
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu hoạt động của catalase ở độ pH 7,4 và ở 25 độ C (77 độ F). Độ pH tối ưu cho phản ứng catalase là khoảng 7, vì vậy một cách mà các nhà nghiên cứu dừng hoạt động catalase trong ống nghiệm là thay đổi độ pH bằng cách thêm axit mạnh hoặc bazơ mạnh.
Trong tế bào, catalase tích lũy trong peroxisome, có độ pH khác nhau khi được đo ở các tế bào khác nhau. Tạp chí Cuộc sống IUBMB Cuộc sống báo cáo rằng peroxisome đã được tìm thấy có độ pH nằm trong khoảng từ 5,8-6,0, 6,9-7,1 và 8.2.
Do đó, các peroxisome khác nhau có thể chứa lượng catalase khác nhau, hoặc có thể bật hoặc tắt catalase tùy thuộc vào cách chúng điều chỉnh mức độ pH bên trong của chúng.