Η καταλάση είναι ένα ένζυμο, μια πρωτεΐνη που καταλύει ή επιταχύνει τις χημικές αντιδράσεις. Στο ανθρώπινο σώμα, η καταλάση διασπά το υπεροξείδιο του υδρογόνου στο ήπαρ, το οποίο είναι σημαντικό για ορισμένες αντιδράσεις στα κύτταρα αλλά μπορεί επίσης να βλάψει το DNA. Η καταλάση αποτρέπει τη ζημιά επιταχύνοντας τη διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε οξυγόνο και νερό. Εάν ρίξετε υπεροξείδιο του υδρογόνου σε μια τομή, μπορεί να παρατηρήσετε φυσαλίδες. Οι φυσαλίδες είναι αέριο οξυγόνο που προκαλείται από αντίδραση με καταλάση.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Η καταλάση είναι ένα ένζυμο, μια μεγάλη πρωτεΐνη που επιταχύνει τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης. Το βέλτιστο επίπεδο pH της καταλάσης είναι μεταξύ pH 7 και pH 11. Σε επίπεδο pH χαμηλότερο ή υψηλότερο από αυτό το εύρος, η καταλάση σταματά να λειτουργεί.
Δραστηριότητα ενζύμου
Για να λειτουργήσει καλά (ή καθόλου) ένα ένζυμο χρειάζεται ένα συγκεκριμένο περιβάλλον ή κατάσταση. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται επίσης ο ρυθμός της ενζυματικής δραστηριότητας. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται στο βέλτιστο σημείο των 37 βαθμών Κελσίου (98,6 F), οι δεσμοί υδρογόνου χαλαρώνουν και διευκολύνουν τη σύνδεση των μορίων υπεροξειδίου του υδρογόνου στην καταλάση. Το μέρος του ενζύμου όπου λαμβάνει χώρα αυτή η αντίδραση ονομάζεται ενεργό σημείο. Μια θερμοκρασία που είναι υψηλότερη ή χαμηλότερη από αυτό το βέλτιστο σημείο αλλάζει το σχήμα της ενεργού θέσης και σταματά το ένζυμο από τη λειτουργία. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μετουσίωση.
Επίπεδα pH καταλάσης
Τα επίπεδα του ενζύμου pH αλλάζουν επίσης το σχήμα της δραστικής θέσης και επηρεάζουν το ρυθμό της ενζυματικής δραστηριότητας. Κάθε ένζυμο έχει το δικό του βέλτιστο εύρος pH στο οποίο λειτουργεί πιο αποτελεσματικά. Στους ανθρώπους, η καταλάση λειτουργεί μόνο μεταξύ pH 7 και pH 11. Εάν το επίπεδο pH είναι χαμηλότερο από 7 ή υψηλότερο από 11, το ένζυμο μετουσιώνεται και χάνει τη δομή του. Το ήπαρ διατηρεί ένα ουδέτερο pH περίπου 7, το οποίο δημιουργεί το καλύτερο περιβάλλον για την καταλάση και άλλα ένζυμα.
Μέτρηση δραστικότητας καταλάσης
Μετράτε τη δραστηριότητα της καταλάσης προσθέτοντας διάλυμα καταλάσης στο διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου και αφήνοντάς το για μεγάλο χρονικό διάστημα - ένα λεπτό, για παράδειγμα. Η αντίδραση παράγει φυσαλίδες αερίου οξυγόνου, οι οποίες μοιάζουν με αφρό. Χρησιμοποιήστε ένα χάρακα για να μετρήσετε το ύψος που φτάνει ο αφρός στον δοκιμαστικό σωλήνα. Όσο υψηλότερος είναι ο αφρός στον δοκιμαστικό σωλήνα, τόσο μεγαλύτερη είναι η δραστικότητα καταλάσης. Μεταβάλλετε το επίπεδο pH και τη θερμοκρασία του διαλύματος για να διερευνήσετε τις επιδράσεις του pH και της θερμοκρασίας στη δραστηριότητα του ενζύμου. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι εξαιρετικά διαβρωτικό, οπότε χειριστείτε με προσοχή και φορέστε προστατευτικά γυαλιά καθ 'όλη τη διάρκεια του πειράματος.