Il perossido di idrogeno è il sottoprodotto di numerosi processi biologici e, per abbattere questa molecola, il corpo utilizza un enzima chiamato catalasi. Come la maggior parte degli enzimi, l'attività della catalasi dipende fortemente dalla temperatura. La catalasi è più efficace a una temperatura ottimale, con catalisi non ottimale che si verifica a temperature più calde o più fredde.

TL; DR (troppo lungo, non letto)

Funzioni della catalasi meglio a circa 37 gradi Celsius - poiché la temperatura diventa più calda o più fredda di quella, diminuirà la sua capacità di funzionare.

Cosa fa la catalasi

Il perossido di idrogeno è tossico per la maggior parte degli organismi viventi. Tuttavia, molti organismi possono scomporlo in prodotti meno reattivi attraverso l'uso della catalasi. Una molecola dell'enzima catalasi è in grado di decostruire 40 milioni di molecole di perossido di idrogeno in acqua e ossigeno in 1 secondo. Questa reazione può essere osservata in un campione di tessuto che contiene catalasi e l'aggiunta di perossido di idrogeno. I risultati della reazione possono essere visti come la formazione di bolle di ossigeno.

Struttura e meccanismo molecolare

L'enzima catalasi è costituito da quattro catene polipeptidiche, ciascuna delle quali contiene più di 500 amminoacidi acidi. I quattro gruppi contenenti ferro della Catalasi consentono di interagire con le molecole di perossido di idrogeno. Quando il perossido di idrogeno entra nel sito attivo dell'enzima catalasi, interagisce con due aminoacidi, causando il trasferimento di un protone tra gli atomi di ossigeno. Questo forma una nuova molecola d'acqua, e l'atomo di ossigeno liberato continua quindi a reagire con un'altra molecola di perossido di idrogeno per formare acqua e una molecola di ossigeno.

Effetti della temperatura

Gli effetti della catalasi, come quelli di tutti gli enzimi, sono influenzati dalla temperatura circostante. La temperatura ha un effetto sia sulla struttura della catalasi stessa che sui legami a idrogeno che è stato progettato per fendere. Quando la temperatura aumenta verso il punto ottimale, i legami di idrogeno si allentano, rendendo più facile per la catalasi agire sulle molecole di perossido di idrogeno. Se la temperatura aumenta oltre il punto ottimale, l'enzima denatura e la sua struttura viene interrotta. Nell'uomo, la temperatura ottimale per la catalasi è di 37 gradi Celsius.

Ruolo negli organismi viventi

Sebbene la sua capacità di abbattere una molecola tossica come il perossido di idrogeno possa far sembrare catalasi un indispensabile merce, i topi progettati per svilupparsi senza catalasi hanno un aspetto fisico normale. Alcune ricerche hanno indicato che la mancanza di catalasi può portare allo sviluppo del diabete di tipo 2. Sembra che alcune altre molecole all'interno degli organismi viventi siano in grado di abbattere sufficientemente il perossido di idrogeno, abbastanza da sostenere la vita. La natura tossica del perossido di idrogeno lo rende anche un potente disinfettante.