Hvordan påvirker temperaturen katalaseenzymaktivitet?

Hydrogenperoxid er biproduktet fra 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 temperaturen. 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; læste ikke)

Catalase-funktioner bedst ved omkring 37 grader celsius - når temperaturen bliver varmere eller køligere end det, vil dens funktionsevne falde.
Hvad katalase gør

Hydrogenperoxid er giftigt for de fleste levende organismer. Imidlertid kan mange organismer nedbryde det til mindre reaktive produkter ved hjælp af katalase. Et molekyle af katalaseenzym er i stand til at dekonstruere 40 millioner molekyler hydrogenperoxid i vand og ilt på 1 sekund. Denne reaktion kan observeres i en vævsprøve, der indeholder katalase og tilsætning af hydrogenperoxid. Resultaterne af reaktionen kan ses som dannelse af bobler af ilt.
Struktur og molekylær mekanisme -

Katalaseenzymet består af fire polypeptidkæder, hvor hver kæde indeholder mere end 500 aminosyrer. Catalase's fire jernholdige grupper tillader det at interagere med brintperoxidmolekyler. Når brintperoxid kommer ind på det aktive sted i katalaseenzymet, interagerer det med to aminosyrer, hvilket får en proton til at overføre mellem oxygenatomer. Dette danner et nyt vandmolekyle, og det frigjorte iltatom fortsætter derefter med at reagere med et andet brintperoxidmolekyle for at danne vand og et iltmolekyle.
Effekter af temperatur

Katalasens virkning som alle enzymer påvirkes af den omgivende temperatur. Temperatur påvirker både strukturen af selve katalasen og de hydrogenbindinger, den er designet til at spalte. Når temperaturen stiger mod det optimale punkt, løsnes brintbindinger, hvilket gør det lettere for katalase at virke på brintperoxidmolekyler. Hvis temperaturen stiger ud over det optimale punkt, denatureres enzymet, og dets struktur forstyrres. Hos mennesker er den optimale temperatur for katalase 37 grader celsius.
rolle i levende organismer

Selvom dens evne til at nedbryde et giftigt molekyle som brintperoxid kan få katalase til at synes at være en uundværlig vare, mus konstrueret til at udvikle sig uden katalase har et normalt fysisk udseende. Nogle undersøgelser har indikeret, 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 at nedbryde brintperoxid tilstrækkeligt - nok til at opretholde liv. Den giftige karakter af brintperoxid gør det også til et kraftfuldt desinfektionsmiddel.