Vandenilio peroksidas yra daugelio biologinių procesų šalutinis produktas, ir šiai molekulei skaidyti organizmas naudoja fermentą, vadinamą katalaze. Kaip ir dauguma fermentų, katalazės aktyvumas labai priklauso nuo temperatūros. Katalazė efektyviausia esant optimaliai temperatūrai, o ne tokia optimali katalizė vyksta karštesnėje ar šaltesnėje temperatūroje.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Katalazė geriausiai veikia maždaug 37 laipsnių Celsijaus temperatūroje - kai temperatūra tampa šiltesnė ar vėsesnė, jos gebėjimas veikti sumažės.
Ką veikia katalazė
Vandenilio peroksidas yra toksiškas daugumai gyvų organizmų. Tačiau daugelis organizmų gali jį skaidyti į mažiau reaktyvius produktus, naudodami katalazę. Viena katalazės fermento molekulė per 1 sekundę gali dekonstruoti 40 milijonų vandenilio peroksido molekulių į vandenį ir deguonį. Šią reakciją galima pastebėti audinių mėginyje, kuriame yra katalazės ir vandenilio peroksido. Reakcijos rezultatus galima vertinti kaip deguonies burbuliukų susidarymą.
Struktūra ir molekulinis mechanizmas
Katalazės fermentą sudaro keturios polipeptidinės grandinės, kurių kiekvienoje yra daugiau nei 500 aminorūgščių. Keturios katalazės turinčios geležies grupės leidžia sąveikauti su vandenilio peroksido molekulėmis. Vandenilio peroksidas patenka į aktyvią katalazės fermento vietą, jis sąveikauja su dviem amino rūgštimis, dėl ko protonas pereina tarp deguonies atomų. Tai suformuoja naują vandens molekulę, o išsivadavęs deguonies atomas toliau reaguoja su kita vandenilio peroksido molekule, kad susidarytų vanduo ir deguonies molekulė.
Temperatūros poveikis
Katalazės, kaip ir visų fermentų, poveikį įtakoja aplinkos temperatūra. Temperatūra turi įtakos tiek pačios katalazės struktūrai, tiek vandenilio jungtims, kurioms ji skirta suskaidyti. Temperatūrai kylant link optimalaus taško, vandenilio jungtys atsilaisvina, todėl katalazei lengviau veikti vandenilio peroksido molekules. Jei temperatūra pakyla per optimalų tašką, fermentas denatūruojasi ir sutrinka jo struktūra. Žmonėms optimali katalazės temperatūra yra 37 laipsniai Celsijaus.
Vaidmuo gyvuose organizmuose
Nors dėl jos gebėjimo skaidyti toksišką molekulę, pvz., Vandenilio peroksidą, gali atrodyti katalazė būti nepakeičiama prekė, pelės, sukurtos vystytis be katalazės, yra normalios fizinės išvaizda. Kai kurie tyrimai parodė, kad dėl katalazės trūkumo gali išsivystyti 2 tipo cukrinis diabetas. Panašu, kad kai kurios kitos gyvų organizmų molekulės sugeba pakankamai suskaidyti vandenilio peroksidą - pakankamai gyvybei palaikyti. Toksiškas vandenilio peroksido pobūdis taip pat daro jį galingu dezinfekantu.