Itu enzim katalase adalah salah satu enzim paling efisien yang diketahui, karena setiap enzim dapat melakukan hampir 800.000 peristiwa katalitik per detik. Fungsi katalase utama adalah melindungi sel dari hidrogen peroksida (H2HAI2) molekul dengan mengubahnya menjadi oksigen (O2) dan air (H2HAI). H2HAI2 dapat merusak DNA.
Katalase dibentuk oleh empat bagian individu, atau monomer, yang membungkus menjadi enzim berbentuk halter. Setiap monomer memiliki pusat katalitik yang mengandung molekul heme, yang mengikat oksigen. Setiap monomer juga mengikat molekul NADPH, yang melindungi enzim itu sendiri dari efek merusak H .2HAI2.
Katalase bekerja paling baik pada pH 7, dan sangat melimpah di peroksisom, yang merupakan kantong di dalam sel yang memecah molekul beracun.
Struktur Katalase: Semua Empat Satu, dan Satu untuk Semua
Katalase adalah enzim empat bagian, atau tetramer. Empat monomer membungkus satu sama lain untuk membentuk enzim berbentuk halter. Setiap monomer memiliki empat domain, atau bagian -- seperti bagian tubuh yang melakukan hal berbeda.
Domain kedua adalah domain yang berisi grup heme. Domain ketiga dikenal sebagai domain pembungkus, yaitu tempat keempat monomer saling melilit membentuk tetramer.
Banyak jembatan garam, atau interaksi ionik antara rantai samping asam amino bermuatan positif dan negatif, menyatukan keempat monomer. Monomer menjalin satu sama lain, membuat enzim tetramer sangat stabil.
Ini Membawa Alat
Setiap monomer dari tetramer katalase mengandung satu kelompok heme. Gugus heme adalah molekul berbentuk cakram yang memiliki atom besi di tengahnya, yang mengikat oksigen. Heme terkubur di tengah domain katalitik dari setiap monomer. Setiap monomer katalase juga mengikat molekul NADPH, tetapi pada permukaannya.
NADPH ada untuk melindungi enzim dari H2HAI2 (hidrogen peroksida) bahwa itu harus mengkatalisasi. Sebuah H2HAI2 molekul dapat menjadi molekul superoksida, yaitu dua atom oksigen terikat satu sama lain, dengan salah satu dari mereka memiliki tambahan elektron yang sangat reaktif -- artinya ia dapat berinteraksi dengan elektron dalam ikatan kimia pada molekul lain dan memutuskannya obligasi.
Secepat Itu
Radikal oksigen, seperti H2HAI2, diproduksi oleh proses seluler normal. Karena mereka berbahaya bagi sel, mereka harus diubah menjadi molekul jinak.
Katalase adalah salah satu enzim tercepat yang diketahui. Setiap monomer dalam tetramer katalase dapat melakukan hampir 200.000 peristiwa katalitik per detik. Karena tetramer memiliki empat monomer, setiap enzim katalase dapat melakukan hampir 800.000 peristiwa katalitik per detik.
Katalase membutuhkan tingkat efisiensi ini karena H2HAI2 berbahaya bagi sel. Enzim katalase menumpuk di kantong yang disebut peroksisom di dalam sel. Peroksisom adalah vesikel yang mendegradasi molekul yang beracun bagi sel, termasuk radikal oksigen seperti H2HAI2.
pH netral
Para peneliti telah mempelajari aktivitas katalase pada pH 7,4 dan pada 25 derajat Celcius (77 derajat Fahrenheit). yang optimal pH untuk reaksi katalase sekitar 7, jadi salah satu cara peneliti menghentikan aktivitas katalase dalam tabung reaksi adalah dengan mengubah pH dengan menambahkan asam kuat atau basa kuat.
Di dalam sel, katalase terakumulasi dalam peroksisom, yang memiliki pH bervariasi ketika diukur dalam sel yang berbeda. Jurnal “IUBMB Life” melaporkan bahwa peroksisom telah ditemukan memiliki pH berkisar antara 5,8-6,0, 6,9-7,1, dan 8,2.
Dengan demikian, peroksisom yang berbeda mungkin mengandung jumlah katalase yang berbeda, atau dapat mengaktifkan atau menonaktifkan katalase tergantung pada bagaimana mereka mengatur tingkat pH internalnya.