Peroxid vodíku je vedlejším produktem mnoha biologických procesů a k rozložení této molekuly používá tělo enzym zvaný kataláza. Stejně jako většina enzymů je aktivita katalázy vysoce závislá na teplotě. Kataláza je nejúčinnější při optimální teplotě, přičemž méně než optimální katalýza probíhá při teplejších nebo chladnějších teplotách.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Kataláza funguje nejlépe kolem 37 stupňů Celsia - s tím, jak bude teplota teplejší nebo chladnější, její schopnost fungovat se sníží.
Co dělá kataláza
Peroxid vodíku je toxický pro většinu živých organismů. Mnoho organismů ji však může pomocí katalázy rozložit na méně reaktivní produkty. Jedna molekula katalázového enzymu je schopná dekonstruovat 40 milionů molekul peroxidu vodíku na vodu a kyslík za 1 sekundu. Tuto reakci lze pozorovat ve vzorku tkáně, který obsahuje katalázu a přídavek peroxidu vodíku. Výsledky reakce lze považovat za tvorbu bublin kyslíku.
Struktura a molekulární mechanismus
Enzym katalázy se skládá ze čtyř polypeptidových řetězců, přičemž každý řetězec obsahuje více než 500 aminokyselin. Čtyři katalázové skupiny obsahující železo jí umožňují interakci s molekulami peroxidu vodíku. Když peroxid vodíku vstupuje do aktivního místa enzymu katalázy, interaguje se dvěma aminokyselinami a způsobuje přenos protonu mezi atomy kyslíku. Tím se vytvoří nová molekula vody a uvolněný atom kyslíku poté reaguje s jinou molekulou peroxidu vodíku za vzniku vody a molekuly kyslíku.
Vliv teploty
Účinky katalázy, stejně jako účinky všech enzymů, jsou ovlivňovány okolní teplotou. Teplota má vliv jak na strukturu samotné katalázy, tak na vodíkové vazby, jejichž štěpení je navrženo. Jak se teplota zvyšuje směrem k optimálnímu bodu, vodíkové vazby se uvolňují, což kataláze usnadňuje působení na molekuly peroxidu vodíku. Pokud teplota stoupne za optimální bod, enzym denaturuje a jeho struktura je narušena. U lidí je optimální teplota pro katalázu 37 stupňů Celsia.
Role v živých organizmech
Ačkoli jeho schopnost rozkládat toxickou molekulu, jako je peroxid vodíku, může vypadat, že kataláza vypadá být nepostradatelnou komoditou, myši konstruované pro vývoj bez katalázy mají normální fyzikální vlastnosti vzhled. Některé výzkumy naznačují, že nedostatek katalázy může vést k rozvoji cukrovky 2. typu. Zdá se, že některé další molekuly v živých organismech jsou schopné dostatečně rozkládat peroxid vodíku - dost na udržení života. Toxická povaha peroxidu vodíku z něj také dělá silný dezinfekční prostředek.