Peroxid vodíka je vedľajším produktom mnohých biologických procesov. Na rozklad tejto molekuly telo používa enzým nazývaný kataláza. Rovnako ako väčšina enzýmov, aktivita katalázy veľmi závisí od teploty. Kataláza je najúčinnejšia pri optimálnej teplote, menej než optimálna katalýza prebieha pri horúcich alebo chladnejších teplotách.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Kataláza funguje najlepšie okolo 37 stupňov Celzia - s tým, ako bude teplota teplejšia alebo chladnejšia, jej schopnosť fungovať sa zníži.
Čo robí kataláza
Peroxid vodíka je toxický pre väčšinu živých organizmov. Mnoho organizmov ho však môže pomocou katalázy rozložiť na menej reaktívne produkty. Jedna molekula katalázového enzýmu je schopná za 1 sekundu rozložiť 40 miliónov molekúl peroxidu vodíka na vodu a kyslík. Túto reakciu možno pozorovať vo vzorke tkaniva, ktorá obsahuje katalázu a prídavok peroxidu vodíka. Výsledky reakcie možno považovať za tvorbu bubliniek kyslíka.
Štruktúra a molekulárny mechanizmus
Katalázový enzým je zložený zo štyroch polypeptidových reťazcov, pričom každý reťazec obsahuje viac ako 500 aminokyselín. Štyri skupiny katalázy obsahujúce železo jej umožňujú interakciu s molekulami peroxidu vodíka. Keď peroxid vodíka vstupuje do aktívneho miesta katalázového enzýmu, interaguje s dvoma aminokyselinami a spôsobuje prenos protónu medzi atómami kyslíka. Vzniká nová molekula vody a uvoľnený atóm kyslíka potom reaguje s ďalšou molekulou peroxidu vodíka za vzniku vody a molekuly kyslíka.
Účinky teploty
Na účinky katalázy, rovnako ako na všetky enzýmy, má vplyv okolitá teplota. Teplota má vplyv tak na štruktúru samotnej katalázy, ako aj na vodíkové väzby, ktoré sú určené na štiepenie. Keď teplota stúpa k optimálnemu bodu, vodíkové väzby sa uvoľňujú, čo kataláze uľahčuje pôsobenie na molekuly peroxidu vodíka. Ak teplota stúpne za optimálny bod, enzým denaturuje a jeho štruktúra je narušená. U ľudí je optimálna teplota pre katalázu 37 stupňov Celzia.
Úloha v živých organizmoch
Aj keď jeho schopnosť odbúravať toxické molekuly, ako je peroxid vodíka, by mohla pôsobiť kataláza byť nepostrádateľnou komoditou, myši vyvinuté tak, aby sa vyvíjali bez katalázy, majú normálnu fyzickú podobu vzhľad. Niektoré výskumy naznačili, že nedostatok katalázy môže viesť k rozvoju cukrovky 2. typu. Zdá sa, že niektoré ďalšie molekuly v živých organizmoch sú schopné dostatočne štiepiť peroxid vodíka - dosť na udržanie života. Toxická povaha peroxidu vodíka z neho robí tiež silný dezinfekčný prostriedok.