Vodikov peroksid je nusprodukt brojnih bioloških procesa, a za razgradnju ove molekule tijelo koristi enzim zvan katalaza. Kao i većina enzima, aktivnost katalaze vrlo ovisi o temperaturi. Katalaza je najučinkovitija na optimalnoj temperaturi, s manje od optimalne katalize koja se odvija na višim ili nižim temperaturama.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Katalaza najbolje funkcionira na oko 37 Celzijevih stupnjeva - kako temperatura bude toplija ili hladnija od nje, sposobnost funkcioniranja će joj se smanjivati.
Što Catalase radi
Vodikov peroksid je toksičan za većinu živih organizama. Međutim, mnogi ga organizmi mogu razgraditi na manje reaktivne proizvode upotrebom katalaze. Jedna molekula enzima katalaze sposobna je za 1 sekundu dekonstruirati 40 milijuna molekula vodikovog peroksida u vodu i kisik. Ova se reakcija može primijetiti u uzorku tkiva koji sadrži katalazu i dodatak vodikovog peroksida. Rezultati reakcije mogu se vidjeti kao stvaranje mjehurića kisika.
Struktura i molekularni mehanizam
Enzim katalaza sastoji se od četiri polipeptidna lanca, a svaki lanac sadrži više od 500 aminokiselina. Četiri katalasne skupine koje sadrže željezo omogućuju joj interakciju s molekulama vodikovog peroksida. Kako vodikov peroksid ulazi u aktivno mjesto enzima katalaze, on stupa u interakciju s dvije aminokiseline, uzrokujući prijenos protona između atoma kisika. To tvori novu molekulu vode, a oslobođeni atom kisika nastavlja reagirati s drugom molekulom vodikovog peroksida stvarajući vodu i molekulu kisika.
Učinci temperature
Na učinke katalaze, kao i na sve enzime, utječe okolna temperatura. Temperatura utječe i na strukturu same katalaze i na vodikove veze za koje je predviđena da se cijepa. Kako se temperatura povećava prema optimalnoj točki, vodikove veze popuštaju, što olakšava djelovanje katalaze na molekule vodikovog peroksida. Ako se temperatura poveća iznad optimalne točke, enzim denaturira i njegova je struktura poremećena. U ljudi je optimalna temperatura za katalazu 37 Celzijevih stupnjeva.
Uloga u živim organizmima
Iako se zbog njegove sposobnosti razgradnje otrovne molekule kao što je vodikov peroksid može učiniti da katalaza izgleda biti nezaobilazna roba, miševi projektirani da se razvijaju bez katalaze imaju normalnu fizičku sposobnost izgled. Neka su istraživanja pokazala da nedostatak katalaze može dovesti do razvoja dijabetesa tipa 2. Čini se da su neke druge molekule u živim organizmima u stanju dovoljno razgraditi vodikov peroksid - dovoljno da održi život. Otrovna priroda vodikovog peroksida također ga čini snažnim dezinficijensom.