Живые клетки, естественно, предназначены для защиты самих себя. Некоторые угрозы для ячеек исходят от химических веществ, которые генерируются в самих клетках. Для борьбы с этими вредными химическими веществами клетки создают ферменты, которые могут превращать опасные химические вещества в безвредные. Один такой фермент, известный как каталаза, работает для детоксикации перекиси водорода.
Пероксид водорода
Перекись водорода - это химическое вещество, которое может быть случайно произведено в клетках, поясняет банк данных протеина. Многие клетки, включая клетки человека, используют кислород в различных химических реакциях. Иногда этот кислород реагирует с другими соседними соединениями и образует химическую перекись водорода. Перекись водорода может реагировать с некоторыми молекулами внутри клеток и вызывать повреждение белков и важных клеточных структур. Кроме того, перекись водорода может быть превращена в гидроксильные радикалы, который является типом свободных радикалов. Свободные радикалы - это нестабильные молекулы, которые могут вызвать повреждение цепных реакций внутри клеток. Каталаза предназначена для удаления перекиси водорода из клеток.
Механизм
Каталаза представляет собой фермент, что означает, что он ускоряет химические реакции, которые в противном случае происходили бы очень медленно в клетках. Реакция ускорения каталазы представляет собой разложение двух молекул перекиси водорода на две молекулы воды и одну молекулу кислорода. Поскольку каталаза продуцирует кислород, его обычно обнаруживают только в организмах, которые могут выжить в присутствии кислорода; эти организмы известны как аэробы.
Состав
Белок каталазы представляет собой тетрамер, что означает, что он состоит из четырех субъединиц белка, согласно биомолекулам на веб-сайте Kenyon College. В дополнение к этим четырем субъединицам белка каталаза также содержит гем и молекулу никотинамидадениндинуклеотидфосфата, обычно называемую NADP; эти две молекулы также необходимы для правильного функционирования фермента. Несмотря на небольшие различия в структуре каталазы среди типов, обнаруженных в разных организмах, общая структура четырех субъединиц белка в сочетании с молекулой гема и NADP.
Каталаза и бактерии
Каталаза встречается во многих кислородосодержащих бактериях. Это работает как защитный механизм для бактерий, так как некоторые иммунные клетки продуцируют перекись водорода для уничтожения инфекционных бактериальных клеток. Каталаза также может использоваться в лабораториях в рамках схемы испытаний на выявление бактерий на основе их характеристик; бактерии обрабатывают небольшим количеством перекиси водорода; если образуются пузырьки, бактерии имеют фермент каталазы.
Каталаза и седые волосы
Каталаза также может быть привязана к седине волос. Статья 2009 в Science Daily приводит исследование, в котором было обнаружено, что седые волосы вызваны накоплением перекиси водорода в волосяных фолликулах. Перекись водорода способна отбеливать волосы только в том случае, если уровни каталазы в волосяных фолликулах уменьшаются.
