Catalase is een enzym, een eiwit dat chemische reacties katalyseert of versnelt. In het menselijk lichaam breekt katalase waterstofperoxide in de lever af, wat belangrijk is voor bepaalde reacties in cellen maar ook DNA kan beschadigen. Catalase voorkomt schade door de afbraak van waterstofperoxide in zuurstof en water te versnellen. Als u waterstofperoxide op een snee giet, kunt u borrelen opmerken. De bellen zijn zuurstofgas veroorzaakt door een reactie met katalase.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Catalase is een enzym, een groot eiwit dat de snelheid van een chemische reactie versnelt. De optimale pH-waarde van katalase ligt tussen pH 7 en pH 11. Bij een pH-waarde lager of hoger dan dit bereik, stopt de katalase met werken.
Enzymactiviteit
Om goed (of helemaal niet) te werken, heeft een enzym een bepaalde omgeving of conditie nodig. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt ook de snelheid van enzymactiviteit toe. Naarmate de temperatuur stijgt naar het optimale punt van 37 graden Celsius (98,6 F), ontspannen waterstofbruggen en maken het de waterstofperoxidemoleculen gemakkelijker om aan de katalase te binden. Het deel van het enzym waar deze reactie plaatsvindt, wordt de actieve plaats genoemd. Een temperatuur die hoger of lager is dan dit optimale punt, verandert de vorm van de actieve plaats en stopt de werking van het enzym. Dit proces wordt denaturatie genoemd.
Katalase pH-niveaus
Enzym-pH-niveaus veranderen ook de vorm van de actieve plaats en beïnvloeden de snelheid van enzymactiviteit. Elk enzym heeft zijn eigen optimale pH-bereik waarin het het meest effectief werkt. Bij mensen werkt katalase alleen tussen pH 7 en pH 11. Als de pH-waarde lager is dan 7 of hoger dan 11, wordt het enzym gedenatureerd en verliest het zijn structuur. De lever handhaaft een neutrale pH van ongeveer 7, wat de beste omgeving creëert voor katalase en andere enzymen.
Catalase-activiteit meten
Je meet de katalase-activiteit door een katalase-oplossing toe te voegen aan de waterstofperoxide-oplossing en deze een tijdje te laten staan, bijvoorbeeld een minuut. De reactie produceert bellen van zuurstofgas, die op schuim lijken. Gebruik een liniaal om de hoogte te meten die het schuim in de reageerbuis bereikt. Hoe hoger het schuim in de reageerbuis, hoe groter de katalase-activiteit. Varieer het pH-niveau en de temperatuur van de oplossing om de effecten van pH en temperatuur op de enzymactiviteit te onderzoeken. Waterstofperoxide is buitengewoon corrosief, dus wees voorzichtig en draag tijdens het experiment een veiligheidsbril.