ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการทางชีววิทยามากมาย และเพื่อสลายโมเลกุลนี้ ร่างกายใช้เอนไซม์ที่เรียกว่าคาตาเลส เช่นเดียวกับเอนไซม์ส่วนใหญ่ กิจกรรมของ catalase ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างมาก Catalase มีประสิทธิภาพสูงสุดที่อุณหภูมิที่เหมาะสม โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาน้อยกว่าค่าที่เหมาะสมที่อุณหภูมิที่ร้อนหรือเย็นกว่า
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
Catalase ทำงานได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เมื่ออุณหภูมิอุ่นขึ้นหรือเย็นลง ความสามารถในการทำงานจะลดลง
Catalase ทำอะไรได้บ้าง
ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตจำนวนมากสามารถแตกตัวเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีปฏิกิริยาน้อยกว่าโดยใช้คาตาเลส หนึ่งโมเลกุลของเอนไซม์คาตาเลสสามารถแยกโครงสร้างไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 40 ล้านโมเลกุลออกเป็นน้ำและออกซิเจนใน 1 วินาที ปฏิกิริยานี้สามารถสังเกตได้ในตัวอย่างเนื้อเยื่อที่มีคาตาเลสและการเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ผลของปฏิกิริยาสามารถเห็นได้ว่าเป็นการก่อตัวของฟองอากาศของออกซิเจน
โครงสร้างและกลไกระดับโมเลกุล
เอนไซม์คาตาเลสประกอบด้วยสายโพลีเปปไทด์สี่สาย โดยแต่ละสายมีกรดอะมิโนมากกว่า 500 ชนิด กลุ่มที่มีธาตุเหล็กสี่กลุ่มของ Catalase ช่วยให้สามารถโต้ตอบกับโมเลกุลของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้ เมื่อไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เข้าสู่บริเวณแอคทีฟของเอนไซม์คาตาเลส มันจะทำปฏิกิริยากับกรดอะมิโน 2 ตัว ทำให้โปรตอนถ่ายโอนระหว่างอะตอมของออกซิเจน ทำให้เกิดโมเลกุลของน้ำใหม่ จากนั้นอะตอมของออกซิเจนที่ปลดปล่อยออกมาจะทำปฏิกิริยากับโมเลกุลไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์อีกตัวหนึ่งเพื่อสร้างน้ำและโมเลกุลออกซิเจน
ผลกระทบของอุณหภูมิ
ผลกระทบของ catalase เช่นเดียวกับเอนไซม์ทั้งหมด ได้รับอิทธิพลจากอุณหภูมิโดยรอบ อุณหภูมิมีผลต่อทั้งโครงสร้างของคาตาเลสเองและพันธะไฮโดรเจนที่ออกแบบมาให้แยกออกจากกัน เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่เหมาะสม พันธะไฮโดรเจนจะคลายตัว ทำให้คาตาเลสออกฤทธิ์กับโมเลกุลของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้ง่ายขึ้น หากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเกินจุดที่เหมาะสม เอ็นไซม์จะเสียสภาพและโครงสร้างของมันจะถูกรบกวน ในมนุษย์ อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับ catalase คือ 37 องศาเซลเซียส
บทบาทในสิ่งมีชีวิต
แม้ว่าความสามารถในการทำลายโมเลกุลที่เป็นพิษ เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ อาจทำให้คาตาเลสดูเหมือน เป็นสินค้าที่ขาดไม่ได้หนูที่ออกแบบมาเพื่อพัฒนาโดยไม่มี catalase มีร่างกายปกติ ลักษณะที่ปรากฏ งานวิจัยบางชิ้นระบุว่าการขาด catalase สามารถนำไปสู่การพัฒนาของโรคเบาหวานประเภท 2 ดูเหมือนว่าโมเลกุลอื่นๆ ภายในสิ่งมีชีวิตสามารถย่อยสลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้อย่างเพียงพอ—เพียงพอที่จะดำรงชีวิตได้ ธรรมชาติที่เป็นพิษของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ทำให้เป็นสารฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิภาพ