Levende celler er naturlig designet for å kunne beskytte seg selv. Noen trusler mot celler kommer fra kjemikalier som genereres i cellene selv. For å bekjempe disse skadelige kjemikaliene, oppretter celler enzymer som kan konvertere farlige kjemikalier til ufarlige. Et slikt enzym, kjent som katalase, arbeider for å avgifte hydrogenperoksid.
Hydrogenperoksid
Hydrogenperoksid er en kjemikalie som ved et uhell kan produseres i celler, forklarer Protein Data Bank. Mange celler, inkludert humane celler, bruker oksygen i en rekke kjemiske reaksjoner. Noen ganger reagerer dette oksygenet med andre nærliggende forbindelser og danner det kjemiske hydrogenperoksidet. Hydrogenperoksid kan reagere med visse molekyler inne i celler og forårsake skade på proteiner og viktige cellulære strukturer. I tillegg kan hydrogenperoksid omdannes til hydroksylradikaler, som er en type fri radikal. Frie radikaler er ustabile molekyler som kan avgjøre skadelige kjedereaksjoner i celler. Catalase er designet for å eliminere hydrogenperoksid fra celler.
Mekanisme
Catalase er et enzym, noe som betyr at det øker kjemiske reaksjoner som ellers ville oppstå veldig sakte i celler. Reaksjonen som katalase øker, er nedbrytingen av to molekyler hydrogenperoksid, i to molekyler vann og ett molekyl oksygengass. Fordi katalase produserer oksygen, er det vanligvis bare funnet i organismer som kan overleve i nærvær av oksygen; disse organismene er kjent som aerobes.
Struktur
Catalaseproteinet er en tetramer, noe som betyr at den består av fire proteinunderenheter, ifølge biomolekylene på Kenyon College-nettsiden. I tillegg til disse fire protein-underenhetene inneholder katalase også et hem og et nikotinamid-adenin-dinukleotidfosfatmolekyl, vanligvis referert til som NADP; disse to molekylene er også nødvendige for at enzymet skal fungere ordentlig. Selv om det er små forskjeller i katalasestrukturen blant typene som finnes i forskjellige organismer, er den samlede strukturen av fire proteinunderenheter kombinert med et heme- og NADP-molekyl.
Katalase og bakterier
Catalase finnes i mange oksygen-voksende bakterier. Dette virker som en beskyttende mekanisme for bakterier, ettersom noen immunceller genererer hydrogenperoksid for å drepe smittsomme bakterieceller. Catalase kan også brukes i laboratorier som en del av et regime med tester for å identifisere bakterier basert på deres egenskaper; bakteriene behandles med en liten mengde hydrogenperoksid; hvis bobler dannes, har bakteriene katalasenzymet.
Catalase og Gray Hairs
Catalase kan også knyttes til hårgravingen. En 2009 artikkel i Science Daily nevner forskning som fant at grå hår er forårsaket av opphopning av hydrogenperoksid i hårsekkene. Hydrogenperoksidet er i stand til å bleke bare hår hvis nivåene av katalase i hårsekkcellene reduseres.
