酵素カタラーゼ：主な機能

カタラーゼは - 酵素は、ほとんどすべての生物を発見しました。 その主な機能 - 生物に無害な物質に過酸化水素の分解を触媒します。 活性酸素種による破壊から保護するようカタラーゼは、細胞の生命にとって非常に重要です。

概要

酵素カタラーゼは、酸化還元酵素に関連する - 酸化剤分子（アクセプター）への還元分子（ドナー）からの電子の移動を触媒する酵素の広いクラス。

人体におけるカタラーゼのための最適pHは約7、しかし、反応速度は6.8から7.5までの水素指数の値で有意に変化しないです。 生物の種類に応じて4から11の範囲の他のカタラーゼ、についてのpH最適。 最適な温度も人である約^37°Cのために異なっています

カタラーゼ - 最速の酵素の一つ。 唯一の分子が毎秒水と酸素への過酸化水素の分子のその数百万を変換することができます。 酵素学の観点酵素カタラーゼの特性回転の多数を意味します。

構造酵素

カタラーゼは、長さが500個の以上のアミノ酸を有し、それぞれが4つのポリペプチド鎖の四量体です。 酵素は、ヘム斑の四つのグループで構成され、そこを通って活性酸素種と反応されます。 酸化ヘム補欠分子族はカタラーゼです。

発見の歴史

過酸化水素の生きた細胞で発見されたルイ・テナールの化学者は、未知の生物学的物質の作用によるその破壊することが示唆されていないまで、カタラーゼは、科学者1818年には知られていませんでした。

1900年、ドイツの化学者、オスカー・レオ最初に過酸化物を分解する謎の物質を参照するために「カタラーゼ」という用語を導入しました。 彼は、酵素カタラーゼが含まれている質問に答えることができました。 多くの実験の結果、オスカー・レオ、この酵素は、ほとんどすべての動物や植物の特徴であることを明らかにしました。 生きている細胞だけでなく、他の多くの酵素では、カタラーゼは、ペルオキシソームに含まれています。

1937年に彼は、牛の肝臓からカタラーゼを結晶化した最初の。 250 kDの - 酵素の分子量は、1938年に決定しました。 1981年に科学者たちは、ウシカタラーゼの三次元構造の画像を受けています。

過酸化水素の触媒作用

その過酸化水素事実にもかかわらず - 多くの正常な代謝プロセスの製品、それが体に無害ではありません。

細胞および組織の破壊を防止するために、過酸化水素を迅速に身体に他の、より少ない危険に変換されなければなりません。 これは、この挑戦にあり、酵素カタラーゼの対処 - それは、水の分子と酸素分子の2つの分子に過酸化物を分解する。

生体組織中の過酸化水素の分解の反応：

2 H ₂ O _2→2 H ₂ O + O ₂

カタラーゼによる過酸化水素の分解酵素の分子機構はまだ正確に理解されていません。 これは、反応は二段階で行われることが想定される - 第一段階は、過酸化物の酸素原子に結合した鉄カタラーゼ補欠分子基からなる、これは水の分子を生成します。 第二段階で酸化ヘムは、過酸化水素の別の分子と相互作用し、それによって他の水の分子と酸素の分子を形成します。

過酸化水素のための酵素カタラーゼのこの作用により、組織標本中の活性物質の存在が容易に決定されます。 このために、試験サンプルに少量の過酸化水素を十分にを追加し、反応を観察します。 酵素の存在は、酸素気泡の形成を伝えます。 それは特別な道具や装置を必要としないので、この反応は良いです - それは肉眼で見ることができます。

これは、任意の重金属のイオンは、カタラーゼの非競合的阻害剤として作用することができることは注目に値します。 さらに、すべての既知のシアン化合物は、過酸化水素の多くの組織であれば、カタラーゼの競合的阻害剤として振る舞います。 ヒ酸塩は、活性剤としての役割を果たす。

アプリケーション

カタラーゼは過酸化水素を分解する酵素の作用は、食品業界で使用されている - この酵素は牛乳から削除されて使用して チーズの製造にH ₂ O _2。 別のアプリケーション - 酸化に対して製品を保護し、特殊な食品包装。 カタラーゼはまた、生地から過酸化水素を除去するための繊維産業で使用されています。

これは、少量でコンタクトレンズの衛生に使用されています。 いくつかの消毒剤は、過酸化水素で構成され、カタラーゼは、レンズを再利用する前に、このコンポーネントを分割するために使用されます。

アクティビティ

カタラーゼ酵素の活性は、生物の年齢に依存します。 酵素活性の若い組織は昔に比べてはるかに高いです。 ヒトおよび動物カタラーゼ活性が加齢とともに徐々に組織や臓器の老化の結果として減少。

最近の研究によると、カタラーゼ活性の低下は、白髪の原因の一つです。 過酸化水素は、人間の体内で連続的に製造されていますが、害は - カタラーゼはすぐにそれを分解していません。 この酵素のレベルが低下した場合でも、すべての過酸化水素が酵素によって触媒されていないことは明らかです。 したがって、それは天然染料を溶解することにより、髪の内側から変色します。 この予想外の発見は、現在、研究者によってテストされている、と髪の高齢化を一時停止、医薬品の開発において役割を果たし得ます。