Как температура влияет на активность фермента каталазы?

Перекись водорода является побочным продуктом многочисленных биологических процессов, и для расщепления этой молекулы организм использует фермент под названием каталаза. Как и большинство ферментов, активность каталазы сильно зависит от температуры. Каталаза наиболее эффективна при оптимальной температуре, а неоптимальный катализ происходит при более высоких или более низких температурах.

TL; DR (слишком длинный; Не читал)

Каталаза лучше всего работает при температуре около 37 градусов по Цельсию - когда температура становится выше или ниже, ее способность функционировать будет снижаться.

Что делает каталаза

Перекись водорода токсична для большинства живых организмов. Однако многие организмы могут расщеплять его на менее реактивные продукты с помощью каталазы. Одна молекула фермента каталазы способна разлагать 40 миллионов молекул перекиси водорода на воду и кислород за 1 секунду. Эту реакцию можно наблюдать в образце ткани, который содержит каталазу и добавку перекиси водорода. Результаты реакции можно увидеть в образовании пузырьков кислорода.

instagram story viewer

Структура и молекулярный механизм

Фермент каталаза состоит из четырех полипептидных цепей, каждая из которых содержит более 500 аминокислот. Четыре железосодержащие группы каталазы позволяют ей взаимодействовать с молекулами перекиси водорода. Когда перекись водорода входит в активный центр фермента каталазы, она взаимодействует с двумя аминокислотами, заставляя протон переноситься между атомами кислорода. Это формирует новую молекулу воды, а освобожденный атом кислорода затем вступает в реакцию с другой молекулой перекиси водорода с образованием воды и молекулы кислорода.

Влияние температуры

На действие каталазы, как и на все ферменты, влияет температура окружающей среды. Температура влияет как на структуру самой каталазы, так и на водородные связи, которые она предназначена для расщепления. Когда температура повышается до оптимальной точки, водородные связи ослабляются, облегчая каталазу действие на молекулы перекиси водорода. Если температура превышает оптимальную точку, фермент денатурирует, и его структура нарушается. У человека оптимальная температура для каталазы - 37 градусов по Цельсию.

Роль в живых организмах

Хотя его способность расщеплять токсичные молекулы, такие как перекись водорода, может заставить каталазу казаться незаменимым товаром, мыши, разработанные для развития без каталазы, имеют нормальный физический внешний вид. Некоторые исследования показали, что недостаток каталазы может привести к развитию диабета 2 типа. Кажется, что некоторые другие молекулы в живых организмах способны в достаточной степени расщеплять перекись водорода - достаточно для поддержания жизни. Ядовитая природа перекиси водорода также делает ее мощным дезинфицирующим средством.

Teachs.ru
  • Доля
instagram viewer