Hvordan påvirker temperaturen katalaseenzymaktivitet?

Hydrogenperoxid er biproduktet af adskillige biologiske processer, og for at nedbryde dette molekyle bruger kroppen et enzym kaldet katalase. Som de fleste enzymer er aktiviteten af ​​katalase meget afhængig af temperatur. Catalase er mest effektiv ved en optimal temperatur, med mindre end optimal katalyse, der finder sted ved varmere eller koldere temperaturer.

TL; DR (for lang tid, ikke læst)

Catalase funktioner bedst ved omkring 37 grader Celsius - da temperaturen bliver varmere eller køligere end den, vil dens evne til at fungere falde.

Hvad Catalase gør

Hydrogenperoxid er giftigt for de fleste levende organismer. Imidlertid kan mange organismer bryde det ned i mindre reaktive produkter ved hjælp af katalase. Et molekyle catalaseenzym er i stand til at dekonstruere 40 millioner molekyler hydrogenperoxid i vand og ilt i 1 sekund. Denne reaktion kan observeres i en vævsprøve, som indeholder katalase og tilsætningen af ​​hydrogenperoxid. Resultaterne af reaktionen kan ses som dannelse af oxygenbobler.

Struktur og molekylær mekanisme

Catalasenzymet består af fire polypeptidkæder, hvor hver kæde indeholder mere end 500 amino syrer. Catalase's fire jernholdige grupper tillader det at interagere med hydrogenperoxidmolekyler. Efterhånden som hydrogenperoxid træder ind i katalaseenzymets aktive site, interagerer det med to aminosyrer, hvilket bevirker, at en proton overføres mellem oxygenatomerne. Dette danner et nyt vandmolekyle, og det frigjorte oxygenatom fortsætter med at reagere med et andet hydrogenperoxidmolekyle for at danne vand og et oxygenmolekyle.

Effekt af temperatur

Virkningerne af katalase, som dem af alle enzymer, påvirkes af omgivende temperatur. Temperaturen har en virkning på både selve katalasens struktur og de hydrogenbindinger, den er designet til at spalte. Når temperaturen stiger mod det optimale punkt, løsner hydrogenbindingerne, hvilket gør det lettere for katalase at reagere på hydrogenperoxidmolekyler. Hvis temperaturen stiger ud over det optimale punkt, bliver enzymet denaturer og dets struktur forstyrret. Hos mennesker er den optimale temperatur for katalase 37 grader Celsius.

Selv om dets evne til at nedbryde et toksisk molekyle, såsom hydrogenperoxid, kan katalase synes at være en uundværlig råvarer, mus konstrueret til at udvikle uden katalase har et normalt fysisk udseende. Nogle undersøgelser har vist, at mangel på katalase kan føre til udvikling af type 2 diabetes. Det ser ud til, at nogle andre molekyler i levende organismer er i stand til tilstrækkeligt at nedbryde hydrogenperoxid nok til at opretholde livet. Den giftige natur af hydrogenperoxid gør det også til et stærkt desinfektionsmiddel.