Vesinikperoksiid on arvukate bioloogiliste protsesside kõrvalprodukt ja selle molekuli lagundamiseks kasutab keha ensüümi nimega katalaas. Nagu enamus ensüüme, sõltub ka katalaasi aktiivsus suuresti temperatuurist. Katalaas on kõige efektiivsem optimaalsel temperatuuril, vähem kui optimaalne katalüüs toimub kuumemal või külmemal temperatuuril.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Katalaas toimib kõige paremini umbes 37 kraadi juures - kui temperatuur muutub sellest soojemaks või jahedamaks, väheneb selle toimimisvõime.
Mida katalaas teeb
Vesinikperoksiid on mürgine enamusele elusorganismidele. Kuid paljud organismid suudavad selle katalaasi abil lagundada vähem reageerivateks saadusteks. Üks katalaasensüümi molekul on võimeline 1 sekundi jooksul dekonstrueerima 40 miljonit vesinikperoksiidi molekuli veeks ja hapnikuks. Seda reaktsiooni võib täheldada koeproovis, mis sisaldab katalaasi ja vesinikperoksiidi. Reaktsiooni tulemusi võib vaadelda kui hapnikumullide moodustumist.
Struktuur ja molekulaarne mehhanism
Katalaasensüüm koosneb neljast polüpeptiidahelast, kusjuures iga ahel sisaldab rohkem kui 500 aminohapet. Katalaasi neli rauda sisaldavat rühma võimaldavad tal suhelda vesinikperoksiidi molekulidega. Kui vesinikperoksiid siseneb katalaasi ensüümi aktiivsesse kohta, suhtleb see kahe aminohappega, põhjustades prootoni üleminekut hapniku aatomite vahel. See moodustab uue veemolekuli ja vabanenud hapniku aatom reageerib seejärel teise vesinikperoksiidi molekuliga, moodustades vee ja hapniku molekuli.
Temperatuuri mõju
Katalaasi, nagu kõigi ensüümide, mõju mõjutab ümbritsev temperatuur. Temperatuur mõjutab nii katalaasi enda struktuuri kui ka vesiniksidemeid, mille lõhustamiseks see on ette nähtud. Kui temperatuur tõuseb optimaalse punkti suunas, lõdvenevad vesiniksidemed, muutes katalaasi toimimise vesinikperoksiidi molekulidele lihtsamaks. Kui temperatuur tõuseb üle optimaalse punkti, ensüüm denatureerub ja selle struktuur on häiritud. Inimestel on katalaasi optimaalne temperatuur 37 kraadi Celsiuse järgi.
Roll elusorganismides
Ehkki selle võime lagundada mürgist molekuli, näiteks vesinikperoksiidi, võib katalaasi tunduda olla hädavajalik kaup, ilma katalaasita arenemiseks loodud hiirtel on normaalne füüsiline omadus välimus. Mõned uuringud on näidanud, et katalaasi puudumine võib põhjustada 2. tüüpi diabeedi arengut. Tundub, et mõned muud elusorganismide molekulid suudavad vesinikperoksiidi piisavalt lõhustada - piisavalt elu säilitamiseks. Vesinikperoksiidi toksiline olemus muudab selle ka võimsaks desinfektsioonivahendiks.