Katalaz demək olar ki, bütün canlı orqanizmlərdə olan bir fermentdir. Onun əsas funksiyası hidrogen peroksidin bədən üçün zərərsiz maddələrə parçalanma reaksiyasını kataliz etməkdir. Katalaz hüceyrələrin həyatı üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir, çünki o, onları reaktiv oksigen növləri tərəfindən məhv olmaqdan qoruyur.
Ümumi məlumat
Katalaza fermenti reduksiya edən (donor) molekuldan oksidləşdirici (qəbuledici) molekula elektronların köçürülməsini kataliz edən fermentlərin geniş sinfi olan oksidoreduktazalara aiddir.
Katalazanın insan orqanizmində işləməsi üçün optimal pH təqribən 7-dir, lakin hidrogen dəyərlərində reaksiya sürəti 6,8-dən 7,5-ə qədər əhəmiyyətli dərəcədə dəyişmir. Digər katalazalar üçün optimal pH 4-11 arasında dəyişir., orqanizmin növündən asılı olaraq. Optimal temperatur da dəyişir, insan üçün bu, təxminən 37o C.
Katalaz ən sürətli fermentlərdən biridir. Onun yalnız bir molekulu bir neçə dəqiqə ərzində milyonlarla hidrogen peroksid molekulunu suya və oksigenə çevirə bilir.mənə bir saniyə verin. Enzimoloji nöqteyi-nəzərdən bu o deməkdir ki, katalaza fermenti çoxlu sayda dövriyyə ilə xarakterizə olunur.
Ferment quruluşu
Katalaz hər biri 500-dən çox amin turşusu uzunluğunda olan dörd polipeptid zəncirindən ibarət tetramerdir. Fermentdə dörd qrup porfiritik hem var, bunun sayəsində reaktiv oksigen növləri ilə reaksiya verir. Oksidləşmiş hem katalazanın protez qrupudur.
Kəşf tarixçəsi
Katalaz 1818-ci ildə canlı hüceyrələrdə hidrogen peroksidi kəşf edən kimyaçı Lui Jak Tenard onun məhvinin əvvəllər naməlum bioloji maddənin təsiri ilə olduğunu irəli sürənədək elm adamlarına məlum deyildi.
1900-cü ildə alman kimyaçısı Oscar Löv ilk dəfə sirli peroksidi parçalayan maddəyə istinad etmək üçün "katalaz" terminini istifadə etdi. O, katalaza fermentinin harada olduğu sualına da cavab verə bilib. Çoxsaylı təcrübələr nəticəsində Oscar Lev bu fermentin demək olar ki, bütün heyvan və bitki orqanizmləri üçün xarakterik olduğunu ortaya qoydu. Canlı hüceyrədə, bir çox digər fermentlər kimi, katalaza da peroksisomlarda olur.
1937-ci ildə katalaza ilk dəfə mal əti qaraciyərindən kristallaşdırıldı. 1938-ci ildə fermentin molekulyar çəkisi təyin olundu - 250 kDa. 1981-ci ildə elm adamları iribuynuzlu katalazanın üçölçülü strukturunu təsvir etdilər.
Hidrogen peroksidin katalizi
Hidrogen peroksidin olmasına baxmayaraqbir çox normal metabolik proseslərin məhsulu, orqanizm üçün zərərsiz deyil.
Hüceyrələrin və toxumaların məhv edilməsinin qarşısını almaq üçün hidrogen peroksidi sürətlə başqa, orqanizm üçün daha az təhlükəli maddəyə çevirmək lazımdır. Katalaza fermenti məhz bu vəzifəni yerinə yetirir - o, bir peroksid molekulunu iki su molekuluna və bir oksigen molekuluna parçalayır.
Hidrogen peroksidin canlı toxumalarda parçalanma reaksiyası:
2 H2O2 → 2 H2O + O 2
Hidrogen peroksidin katalaza fermenti tərəfindən parçalanmasının molekulyar mexanizmi hələ də dəqiq öyrənilməmişdir. Güman edilir ki, reaksiya iki mərhələdə baş verir - birinci mərhələdə katalazanın protez qrupunda olan dəmir peroksidin oksigen atomuna bağlanır və bir molekul su ayrılır. İkinci mərhələdə oksidləşmiş hem digər hidrogen peroksid molekulu ilə reaksiya verir və nəticədə başqa bir su molekulu və bir oksigen molekulu əmələ gəlir.
Katalaza fermentinin hidrogen peroksid üzərində bu təsiri sayəsində toxuma nümunələrində bu aktiv maddənin mövcudluğunu müəyyən etmək asandır. Bunun üçün test nümunəsinə az miqdarda hidrogen peroksid əlavə etmək və reaksiyanı müşahidə etmək kifayətdir. Fermentin olması oksigen baloncuklarının əmələ gəlməsi ilə göstərilir. Bu reaksiya yaxşıdır, çünki heç bir xüsusi avadanlıq və ya alət tələb etmir - onu adi gözlə müşahidə etmək olar.
Qeyd etmək lazımdır ki, ionhər hansı bir ağır metal rəqabət qabiliyyətli olmayan katalaza inhibitoru kimi çıxış edə bilər. Bundan əlavə, toxumalarda çox miqdarda hidrogen peroksid varsa, tanınmış siyanür katalazanın rəqabətli inhibitoru kimi davranır. Arsenatlar aktivator rolunu oynayır.
Tətbiq
Katalaza fermentinin hidrogen peroksid üzərində parçalayıcı təsiri qida sənayesində tətbiq tapmışdır - bu fermentin köməyi ilə süd çıxarılır H2 O 2 pendir hazırlamazdan əvvəl. Başqa bir tətbiq məhsulları oksidləşmədən qoruyan xüsusi qida qablaşdırmasıdır. Katalaza toxuculuq sənayesində parçalardan hidrogen peroksidi çıxarmaq üçün də istifadə olunur.
Kontakt linzaların gigiyenasında az miqdarda istifadə olunur. Bəzi dezinfeksiyaedici maddələrin tərkibində hidrogen peroksid var və katalaza linzaları təkrar istifadə etməzdən əvvəl bu birləşməni parçalamaq üçün istifadə olunur.
Fəaliyyət
Katalaza fermentinin fəaliyyəti orqanizmin yaşından asılıdır. Gənc toxumalarda fermentin aktivliyi köhnələrə nisbətən xeyli yüksəkdir. Yaşla həm insanlarda, həm də heyvanlarda katalaza aktivliyi orqan və toxumaların qocalması nəticəsində tədricən azalır.
Son araşdırmaya görə, katalaza aktivliyinin azalması saçların ağarmasının mümkün səbəblərindən biridir. Hidrogen peroksid insan orqanizmində daim əmələ gəlir, lakin zərər vermir - katalaza onu tez parçalayır. Amma bu fermentin səviyyəsi azalarsa, aydındır ki, bütün hidrogen peroksid ferment tərəfindən katalizlənmir. Beləliklə, saçları içəridən ağardır, həll edirtəbii boyalar. Bu gözlənilməz kəşf indi tədqiqatçılar tərəfindən sınaqdan keçirilir və saçların ağarmasını dayandıran dərmanların hazırlanmasında rol oynaya bilər.
