קטלאז הוא אנזים, חלבון המזרז או מזרז תגובות כימיות. בגוף האדם קטלאז מפרק מי חמצן בכבד, דבר החשוב לתגובות מסוימות בתאים אך עלול גם לפגוע ב- DNA. קטלאז מונע נזק על ידי האצת פירוק מי חמצן לחמצן ולמים. אם אתה שופך מי חמצן על חתך, ייתכן שתבחין בבעבוע. הבועות הן גז חמצן הנגרם על ידי תגובה עם קטלאז.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
קטלאז הוא אנזים, חלבון גדול המזרז את קצב התגובה הכימית. רמת ה- pH האופטימלית של קטלאז היא בין pH 7 ל- pH 11. ברמת pH נמוכה או גבוהה יותר מטווח זה, הקטלאז מפסיק לעבוד.
פעילות אנזימים
כדי לעבוד טוב (או בכלל) אנזים זקוק לסביבה או מצב מסוים. ככל שהטמפרטורה עולה, גם קצב פעילות האנזים עולה. ככל שהטמפרטורה עולה לכיוון הנקודה האופטימלית שלה 37 מעלות צלזיוס (98.6 F), קשרי מימן נרגעים ומקלים על מולקולות מי חמצן להיקשר לקטלאז. החלק של האנזים שבו מתרחשת תגובה זו נקרא האתר הפעיל. טמפרטורה גבוהה או נמוכה מנקודה אופטימלית זו משנה את צורת האתר הפעיל ומונעת את פעולתו של האנזים. תהליך זה נקרא דנטורציה.
קטלאז רמות pH
רמות ה- pH של האנזים משנות גם את צורת האתר הפעיל ומשפיעות על קצב פעילות האנזים. לכל אנזים יש טווח pH אופטימלי משלו בו הוא עובד בצורה היעילה ביותר. בבני אדם קטלאז עובד רק בין pH 7 ל- pH 11. אם רמת ה- pH נמוכה מ- 7 ומעלה מ- 11, האנזים הופך לנטור מאובטח ומבנהו. הכבד מקיים pH נייטרלי של כ- 7, מה שיוצר את הסביבה הטובה ביותר לקטלאז ואנזימים אחרים.
מדידת פעילות קטלאז
אתה מודד פעילות קטלאז על ידי הוספת תמיסת קטלאז לתמיסת מי חמצן ומשאירה אותו למשך זמן רב - למשל, דקה. התגובה מייצרת בועות של גז חמצן, שנראות כמו קצף. השתמש בסרגל כדי למדוד את הגובה אליו מגיע הקצף במבחנה. ככל שהקצף במבחנה גבוה יותר, כך פעילות הקטלאז גדולה יותר. משתנים את רמת ה- pH והטמפרטורה של התמיסה כדי לחקור את השפעות ה- pH והטמפרטורה על פעילות האנזים. מי חמצן מאכל בצורה יוצאת דופן, לכן יש להתמודד בזהירות ולהרכיב משקפי בטיחות לאורך כל הניסוי.