Levende celler er naturligt designet til at kunne beskytte sig selv. Nogle trusler mod celler kommer fra kemikalier, der genereres i cellerne selv. For at bekæmpe disse skadelige kemikalier skaber celler enzymer, der kan omdanne farlige kemikalier til harmløse. Et sådant enzym, kendt som katalase, arbejder for at afgifte hydrogenperoxid.
Brintoverilte
Hydrogenperoxid er et kemikalie, der uheldigvis kan produceres i celler, forklarer Protein Data Bank. Mange celler, herunder humane celler, anvender ilt i forskellige kemiske reaktioner. Sommetider reagerer dette ilt med andre nærliggende forbindelser og danner det kemiske hydrogenperoxid. Hydrogenperoxid kan reagere med visse molekyler inde i celler og forårsage skade på proteiner og vigtige cellulære strukturer. Derudover kan hydrogenperoxid omdannes til hydroxylradikaler, som er en type fri radikal. Frie radikaler er ustabile molekyler, der kan afsætte skadelige kædereaktioner i celler. Catalase er designet til at eliminere hydrogenperoxid fra celler.
Mekanisme
Catalase er et enzym, hvilket betyder, at det fremskynder kemiske reaktioner, der ellers ville forekomme meget langsomt inden for celler. Reaktionen, som katalase fremskynder, er nedbrydningen af to molekyler hydrogenperoxid, i to molekyler vand og et molekyle oxygengas. Fordi katalase producerer ilt, findes det generelt kun i organismer, der kan overleve i nærvær af oxygen; Disse organismer er kendt som aerobes.
Struktur
Catalaseproteinet er en tetramer, hvilket betyder, at den består af fire proteinunderenheder, ifølge biomolekylerne på Kenyon College's hjemmeside. Ud over disse fire proteinunderenheder indeholder catalase også et hæm og et nicotinamid adenin-dinukleotidphosphatmolekyle, der almindeligvis omtales som NADP; disse to molekyler er også nødvendige for, at enzymet fungerer korrekt. Selv om der er små forskelle i katalasestrukturen blandt de typer, der findes i forskellige organismer, er den samlede struktur af fire proteinunderenheder kombineret med et hæm- og NADP-molekyle.
Katalase og bakterier
Catalase findes i mange ilt voksende bakterier. Dette virker som en beskyttende mekanisme for bakterier, da nogle immunceller genererer hydrogenperoxid for at dræbe infektiøse bakterieceller. Catalase kan også anvendes i laboratorier som en del af et forsøgsregime for at identificere bakterier baseret på deres egenskaber; bakterierne behandles med en lille mængde hydrogenperoxid; hvis bobler dannes, har bakterierne katalaseenzymet.
Catalase og Grey Hairs
Catalase kan også være bundet til hårets gråtning. En 2009-artikel i Science Daily nævner forskning, der fandt ud af, at grå hår skyldes ophobning af hydrogenperoxid i hårsækkene. Hydrogenperoxidet kan kun blegge hår, hvis niveauerne af katalase i hårfollikelcellerne falder.
