Väteperoxid är en biprodukt av många biologiska processer, och för att bryta ner denna molekyl använder kroppen ett enzym som kallas katalas. Liksom de flesta enzymer är aktiviteten av katalas starkt beroende av temperaturen. Katalas är mest effektivt vid en optimal temperatur, med mindre än optimal katalys som äger rum vid varmare eller kallare temperaturer.
Catalase fungerar bäst vid cirka 37 grader Celsius – – när temperaturen blir varmare eller svalare än så kommer dess funktionsförmåga att minska.
Vad Catalase gör
Väteperoxid är giftigt för de flesta levande organismer. Men många organismer kan bryta ner det till mindre reaktiva produkter genom användning av katalas. En molekyl av katalasenzym är kapabel att dekonstruera 40 miljoner molekyler väteperoxid till vatten och syre på 1 sekund. Denna reaktion kan observeras i ett vävnadsprov som innehåller katalas och tillsats av väteperoxid. Resultaten av reaktionen kan ses som bildandet av syrebubblor.
Struktur och molekylär mekanism
Katalasenzymet består av fyra polypeptidkedjor, där varje kedja innehåller mer än 500 aminosyror. Catalases fyra järnhaltiga grupper tillåter det att interagera med väteperoxidmolekyler. När väteperoxid kommer in i det aktiva stället för katalasenzymet, interagerar det med två aminosyror, vilket gör att en proton överförs mellan syreatomerna. Detta bildar en ny vattenmolekyl, och den frigjorda syreatomen fortsätter sedan att reagera med en annan väteperoxidmolekyl för att bilda vatten och en syremolekyl.
Effekter av temperatur
Effekterna av katalas, som de av alla enzymer, påverkas av den omgivande temperaturen. Temperaturen har en effekt på både strukturen av själva katalaset och vätebindningarna som den är utformad för att klyva. När temperaturen ökar mot den optimala punkten lossnar vätebindningar, vilket gör det lättare för katalas att verka på väteperoxidmolekyler. Om temperaturen ökar bortom den optimala punkten denatureras enzymet och dess struktur störs. Hos människor är den optimala temperaturen för katalas 37 grader Celsius.
Roll i levande organismer
Även om dess förmåga att bryta ner en giftig molekyl som väteperoxid kan göra katalas verkar vara en oumbärlig vara, möss konstruerade för att utvecklas utan katalas har ett normalt fysiskt utseende. Viss forskning har visat att brist på katalas kan leda till utveckling av typ 2-diabetes. Det verkar som om vissa andra molekyler i levande organismer kan bryta ner väteperoxid tillräckligt – tillräckligt för att upprätthålla liv. Väteperoxidens giftiga natur gör det också till ett kraftfullt desinfektionsmedel.
