Vodikov peroksid je stranski produkt številnih bioloških procesov in za razgradnjo te molekule telo uporablja encim, imenovan katalaza. Kot večina encimov je tudi aktivnost katalaze močno odvisna od temperature. Katalaza je najučinkovitejša pri optimalni temperaturi, pri manj kot optimalni katalizi pa pri vročih ali hladnejših temperaturah.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Katalaza najbolje deluje pri približno 37 stopinjah Celzija - ko bo temperatura toplejša ali hladnejša od te, se bo njena sposobnost delovanja zmanjšala.
Kaj počne Catalase
Vodikov peroksid je strupen za večino živih organizmov. Številni organizmi pa jo lahko razgradijo na manj reaktivne produkte z uporabo katalaze. Ena molekula encima katalaze lahko v 1 sekundi razgradi 40 milijonov molekul vodikovega peroksida v vodo in kisik. To reakcijo lahko opazimo v vzorcu tkiva, ki vsebuje katalazo in dodatek vodikovega peroksida. Rezultate reakcije lahko vidimo kot tvorbo kisikovih mehurčkov.
Struktura in molekularni mehanizem
Encim katalaze je sestavljen iz štirih polipeptidnih verig, pri čemer vsaka veriga vsebuje več kot 500 aminokislin. Štiri skupine, ki vsebujejo železo, Catalase omogočajo interakcijo z molekulami vodikovega peroksida. Ko vodikov peroksid vstopi v aktivno mesto encima katalaze, deluje v interakciji z dvema aminokislinama, kar povzroči prenos protona med kisikovimi atomi. Ta tvori novo molekulo vode in sproščeni atom kisika nato reagira z drugo molekulo vodikovega peroksida, da tvori vodo in molekulo kisika.
Vplivi temperature
Na učinke katalaze, tako kot na vse encime, vpliva temperatura okolice. Temperatura vpliva tako na strukturo same katalaze kot na vodikove vezi, ki naj bi se cepila. Ko se temperatura poveča proti optimalni točki, se vodikove vezi zrahljajo, kar katalazi olajša delovanje na molekule vodikovega peroksida. Če temperatura naraste čez optimalno točko, encim denaturira in njegova struktura je motena. Pri ljudeh je optimalna temperatura za katalazo 37 stopinj Celzija.
Vloga v živih organizmih
Čeprav se zdi, da njegova sposobnost razgradnje toksične molekule, kot je vodikov peroksid, katalazo zdi biti nepogrešljivo blago, miši, ki so zasnovane za razvoj brez katalaze, imajo normalno fizično snov videz. Nekatere raziskave so pokazale, da lahko pomanjkanje katalaze povzroči razvoj diabetesa tipa 2. Zdi se, da so nekatere druge molekule v živih organizmih sposobne dovolj razgraditi vodikov peroksid - dovolj za ohranjanje življenja. Zaradi strupenosti vodikovega peroksida je tudi močno razkužilo.