Živé bunky sú prirodzene navrhnuté tak, aby sa mohli chrániť. Niektoré ohrozenia buniek pochádzajú z chemických látok, ktoré sa vytvárajú v bunkách samotných. Na boj proti týmto škodlivým chemikáliám vytvárajú bunky enzýmy, ktoré dokážu premeniť nebezpečné chemikálie na neškodné. Jeden takýto enzým, známy ako kataláza, pracuje na detoxikácii peroxidu vodíka.
Peroxid vodíka
Peroxid vodíka je chemikália, ktorá môže byť náhodne produkovaná v bunkách, vysvetľuje Protein Data Bank. Mnoho buniek, vrátane ľudských buniek, využíva kyslík v rôznych chemických reakciách. Niekedy tento kyslík reaguje s inými blízkymi zlúčeninami a vytvára chemický peroxid vodíka. Peroxid vodíka môže reagovať s určitými molekulami vnútri buniek a spôsobiť poškodenie bielkovín a dôležitých bunkových štruktúr. Navyše peroxid vodíka sa môže premeniť na hydroxylové radikály, čo je typ voľného radikálu. Voľné radikály sú nestabilné molekuly, ktoré môžu vyvolať poškodzujúce reťazové reakcie v bunkách. Kataláza je navrhnutá tak, aby eliminovala peroxid vodíka z buniek.
Mechanizmus
Kataláza je enzým, čo znamená, že urýchľuje chemické reakcie, ktoré by sa inak vyskytli veľmi pomaly v bunkách. Reakcia, ktorú kataláza urýchľuje, je rozpad dvoch molekúl peroxidu vodíka na dve molekuly vody a jednu molekulu kyslíka. Keďže kataláza produkuje kyslík, vo všeobecnosti sa vyskytuje iba v organizmoch, ktoré môžu prežiť v prítomnosti kyslíka; tieto organizmy sú známe ako aeróby.
štruktúra
Katalázový proteín je tetramér, čo znamená, že sa skladá zo štyroch bielkovinových podjednotiek, podľa webovej stránky Biomolecules na Kenyon College. Okrem týchto štyroch proteínových podjednotiek obsahuje kataláza tiež hem a molekulu nikotínamidadeníndinukleotidfosfátu, bežne označovanú ako NADP; tieto dve molekuly sú tiež potrebné na správne fungovanie enzýmu. Hoci existujú malé rozdiely v štruktúre katalázy medzi typmi nájdenými v rôznych organizmoch, celková štruktúra štyroch proteínových podjednotiek kombinovaná s hemom a NADP molekulou.
Kataláza a baktérie
Kataláza sa nachádza v mnohých baktériách produkujúcich kyslík. To funguje ako ochranný mechanizmus pre baktérie, pretože niektoré imunitné bunky produkujú peroxid vodíka na zabíjanie infekčných bakteriálnych buniek. Kataláza môže byť tiež použitá v laboratóriách ako súčasť režimu testov na identifikáciu baktérií na základe ich charakteristík; na baktérie sa pôsobí malým množstvom peroxidu vodíka; ak sa vytvárajú bubliny, majú baktérie katalázový enzým.
Kataláza a sivé chĺpky
Kataláza môže byť viazaná aj na šedivenie vlasov. Článok z roku 2009 v časopise Science Daily uvádza, že šedé chĺpky sú spôsobené nahromadením peroxidu vodíka vo vlasových folikuloch. Peroxid vodíka je schopný bieliť vlasy len vtedy, ak sa znížia hladiny katalázy vo vlasových folikulových bunkách.
