Hydrogenperoksid er biproduktet av mange biologiske prosesser, og for å bryte ned dette molekylet bruker kroppen et enzym som kalles katalase. Som de fleste enzymer er aktiviteten til katalase sterkt avhengig av temperaturen. Katalase er mest effektiv ved en optimal temperatur, med mindre enn optimal katalyse som foregår ved varmere eller kaldere temperaturer.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Catalase fungerer best ved rundt 37 grader Celsius - ettersom temperaturen blir varmere eller kjøligere enn det, vil dens evne til å fungere reduseres.
Hva Catalase gjør
Hydrogenperoksid er giftig for de fleste levende organismer. Imidlertid kan mange organismer bryte det ned i mindre reaktive produkter ved bruk av katalase. Ett molekyl katalaseenzym er i stand til å dekonstruere 40 millioner molekyler hydrogenperoksid i vann og oksygen på 1 sekund. Denne reaksjonen kan observeres i en vevsprøve som inneholder katalase og tilsetning av hydrogenperoksid. Resultatene av reaksjonen kan sees på som dannelsen av oksygenbobler.
Struktur og molekylær mekanisme
Katalaseenzymet består av fire polypeptidkjeder, hvor hver kjede inneholder mer enn 500 aminosyrer. Catalases fire jernholdige grupper tillater det å samhandle med hydrogenperoksidmolekyler. Når hydrogenperoksid kommer inn i det aktive stedet til katalaseenzymet, samhandler det med to aminosyrer, noe som får en proton til å overføres mellom oksygenatomer. Dette danner et nytt vannmolekyl, og det frigjorte oksygenatomet reagerer deretter med et annet hydrogenperoksydmolekyl for å danne vann og et oksygenmolekyl.
Effekter av temperatur
Effektene av katalase, som de av alle enzymer, påvirkes av omgivelsestemperaturen. Temperatur har en innvirkning på både strukturen til selve katalasen og hydrogenbindingen den er designet for å klyve. Når temperaturen øker mot det optimale punktet, løsnes hydrogenbindinger, noe som gjør det lettere for katalase å virke på hydrogenperoksidmolekyler. Hvis temperaturen øker utover det optimale punktet, denatureres enzymet, og dets struktur forstyrres. Hos mennesker er den optimale temperaturen for katalase 37 grader Celsius.
Roll i levende organismer
Selv om dens evne til å bryte ned et giftig molekyl som hydrogenperoksid, kan katalase virke være en uunnværlig vare, mus konstruert for å utvikle seg uten katalase har en normal fysisk utseende. Noen undersøkelser har indikert at mangel på katalase kan føre til utvikling av type 2-diabetes. Det ser ut til at noen andre molekyler i levende organismer er i stand til å bryte ned hydrogenperoksid tilstrekkelig - nok til å opprettholde livet. Den giftige naturen til hydrogenperoksid gjør det også til et kraftig desinfeksjonsmiddel.