Il perossido di idrogeno è il sottoprodotto di numerosi processi biologici e per abbattere questa molecola, il corpo utilizza un enzima chiamato catalasi. Come la maggior parte degli enzimi, l'attività della catalasi dipende fortemente dalla temperatura. La catalasi è più efficace a una temperatura ottimale, con una catalisi non ottimale che si verifica a temperature più calde o più fredde.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
La catalasi funziona meglio a circa 37 gradi Celsius: man mano che la temperatura diventa più calda o più fredda, la sua capacità di funzionare diminuirà.
Cosa fa la catalasi?
Il perossido di idrogeno è tossico per la maggior parte degli organismi viventi. Tuttavia, molti organismi possono scomporlo in prodotti meno reattivi attraverso l'uso della catalasi. Una molecola di enzima catalasi è in grado di decostruire 40 milioni di molecole di perossido di idrogeno in acqua e ossigeno in 1 secondo. Questa reazione può essere osservata in un campione di tessuto che contiene catalasi e l'aggiunta di perossido di idrogeno. I risultati della reazione possono essere visti come la formazione di bolle di ossigeno.
Struttura e meccanismo molecolare
L'enzima catalasi è composto da quattro catene polipeptidiche, ciascuna catena contenente più di 500 amminoacidi. I quattro gruppi contenenti ferro della catalasi le consentono di interagire con le molecole di perossido di idrogeno. Quando il perossido di idrogeno entra nel sito attivo dell'enzima catalasi, interagisce con due amminoacidi, provocando il trasferimento di un protone tra gli atomi di ossigeno. Questo forma una nuova molecola d'acqua e l'atomo di ossigeno liberato continua a reagire con un'altra molecola di perossido di idrogeno per formare acqua e una molecola di ossigeno.
Effetti della temperatura
Gli effetti della catalasi, come quelli di tutti gli enzimi, sono influenzati dalla temperatura circostante. La temperatura ha un effetto sia sulla struttura della catalasi stessa che sui legami idrogeno che è destinata a scindere. Quando la temperatura aumenta verso il punto ottimale, i legami idrogeno si allentano, rendendo più facile per la catalasi agire sulle molecole di perossido di idrogeno. Se la temperatura aumenta oltre il punto ottimale, l'enzima si denatura e la sua struttura viene interrotta. Nell'uomo, la temperatura ottimale per la catalasi è 37 gradi Celsius.
Ruolo negli organismi viventi
Sebbene la sua capacità di abbattere una molecola tossica come il perossido di idrogeno potrebbe far sembrare che la catalasi essere un bene indispensabile, i topi progettati per svilupparsi senza catalasi hanno un fisico normale aspetto. Alcune ricerche hanno indicato che la mancanza di catalasi può portare allo sviluppo del diabete di tipo 2. Sembra che alcune altre molecole all'interno degli organismi viventi siano in grado di abbattere sufficientemente il perossido di idrogeno, abbastanza per sostenere la vita. La natura tossica del perossido di idrogeno lo rende anche un potente disinfettante.