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 una catalisi non ottimale che si svolge a temperature più calde o più fredde.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
Funzioni di catalasi meglio a circa 37 gradi Celsius - man mano che la temperatura diventa più calda o più fredda di così, la sua capacità di funzionare diminuirà.
Cosa fa Catalase
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 di catalasi. Una molecola di 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 composto da quattro catene polipeptidiche, con ciascuna catena contenente più di 500 aminoacidi. I quattro gruppi contenenti ferro di Catalase gli 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 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 catalasi tutti gli enzimi, sono influenzati dalla temperatura circostante. La temperatura ha un effetto sia sulla struttura della catalasi stessa che sui legami idrogeno che è progettata per scindere. Man mano che la temperatura aumenta verso il punto ottimale, i legami 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 potrebbe far sembrare la catalasi un prodotto indispensabile, i topi progettato per svilupparsi senza catalasi ha 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 per sostenere la vita. La natura tossica del perossido di idrogeno lo rende anche un potente disinfettante.
