Žive celice so naravno oblikovane, da se lahko zaščitijo. Nekatere grožnje za celice prihajajo iz kemikalij, ki nastanejo v samih celicah. Za boj proti tem škodljivim kemikalijam celice ustvarjajo encime, ki lahko pretvorijo nevarne kemikalije v neškodljive. En tak encim, znan kot katalaza, deluje za razstrupljanje vodikovega peroksida.
Vodikov peroksid
Vodikov peroksid je kemikalija, ki jo lahko slučajno proizvedemo v celicah, pojasnjuje Protein Data Bank. Mnoge celice, vključno s človeškimi celicami, uporabljajo kisik v različnih kemijskih reakcijah. Včasih ta kisik reagira z drugimi bližnjimi spojinami in tvori kemični vodikov peroksid. Vodikov peroksid lahko reagira z določenimi molekulami znotraj celic in povzroči poškodbe beljakovin in pomembnih celičnih struktur. Poleg tega se vodikov peroksid lahko pretvori v hidroksilne radikale, ki so vrsta prostega radikala. Prosti radikali so nestabilne molekule, ki lahko povzročijo škodljive verige v celicah. Catalase je namenjen odstranjevanju vodikovega peroksida iz celic.
Mehanizem
Katalaza je encim, kar pomeni, da pospešuje kemične reakcije, ki bi se včasih pojavile zelo počasi v celicah. Reakcija, da se katalaza pospeši, je razgradnja dveh molekul vodikovega peroksida v dve molekuli vode in ena molekula kisikovega plina. Ker katalaza proizvaja kisik, se navadno nahaja le v organizmih, ki lahko preživijo v prisotnosti kisika; ti organizmi so znani kot aerobi.
Struktura
Katalazni protein je tetramer, kar pomeni, da je sestavljeno iz štirih proteinskih podenot, glede na Biomolecules na spletni strani Kenyon College. Poleg teh štirih proteinskih podenot, katalaza vsebuje tudi heme in molekulo nikotinamid adenin dinukleotid fosfata, običajno imenovan NADP; ti dve molekuli sta potrebni tudi za pravilno delovanje encima. Čeprav obstajajo manjše razlike v strukturi katalaze med vrstami, ki jih najdemo v različnih organizmih, je celotna struktura štirih proteinskih podenot, povezanih z molekulo hema in NADP.
Katalaza in bakterije
Katalas se nahaja v številnih bakterijah, ki rastejo v kisiku. To deluje kot zaščitni mehanizem za bakterije, saj nekatere imunske celice ustvarjajo vodikov peroksid za uničenje nalezljivih bakterijskih celic. Catalase se lahko uporablja tudi v laboratorijih kot del režima preskusov za identifikacijo bakterij, ki temeljijo na njihovih značilnostih; bakterije zdravimo z majhno količino vodikovega peroksida; če se pojavijo mehurčki, imajo bakterije katalazni encim.
Katalaze in sive dlake
Katalaza se lahko poveže tudi s presejanjem las. Članek iz leta 2009 v Science Daily navaja raziskave, v katerih je ugotovilo, da sive dlake povzročajo kopičenje vodikovega peroksida v lasnih mešičkih. Vodikov peroksid lahko bleščeče dlake le, če se ravni katalaze v folijah folija dlake zmanjšajo.
