Catalase

Catalase
Båndmodell for human katalase i henhold til FBB  1DGF
Eksisterende strukturelle data : 1dgb , 1f4j , 1qqw
Egenskaper av humant protein
Masse / lengde primærstruktur	526 aminosyrer
Sekundær til kvartær struktur	Homotetramer
Kofaktor	Hamm
Identifikator
Genenavn	KATT
Eksterne ID-er	OMIM :  115500 UniProt :  P04040
Enzymklassifisering
EC, kategori	1.11.1.6 ,  oksidoreduktase
Underlag	2 H 2 O 2
Produkter	O 2 + 2 H 2 O
Hendelse
Homologi familie	Catalase
Parent taxon	skapning

Catalase ( gennavn : CAT ) er et enzym som omdanner hydrogenperoksid (H ₂ O ₂ ) til oksygen (O ₂ ) og vann (H ₂ O). Hydrogenperoksid produseres når hyperoksider brytes ned av superoksiddismutase . Det er et biprodukt fra nedbrytningen av puriner og oksidasjon av fettsyrer og kan skade genomet og proteinene . Katalaser finnes derfor i nesten alle aerobt levende organismer, hos mennesker hovedsakelig i peroksisomene i leveren og nyrene , og i erytrocyttene . Mutasjoner i CAT- genet kan føre til arvelig katalasemangel ( akatalasi ), som er vanlig i Japan .

Systematikk

Basert på sekvens og struktur er katalaser delt inn i tre klasser.

• monofunksjonelle hem- holdige enzymer
• bifunksjonelle hem-holdige katalase peroksidaser
• manganholdige enzymer (uten hemgruppe)

Den humane katalasen ( PDB  1DGF ) består av fire identiske underenheter på 60 kDa hver  . Hver av disse inneholder en hemgruppe og et NADPH- bindingssted.

Katalysert reaksjon

Reaksjonen foregår i to trinn. I det første trinnet reduseres hydrogenperoksid og enzymet oksyderes , og skaper produktet vann.

${\ displaystyle \ mathrm {H_ {2} O_ {2} + catalase (red.) \ longrightarrow H_ {2} O + catalase (ox.)}}$

I det andre trinnet reduseres både hydrogenperoksid og enzymet og oksygen oksyderes og frigjøres dermed som et produkt sammen med et annet vannmolekyl.

${\ displaystyle \ mathrm {H_ {2} O_ {2} + catalase (ox.) \ longrightarrow H_ {2} O + \ textstyle \ O_ {2} + catalase (red.)}}$

Sumligningen er:

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ H_ {2} O_ {2} \ longrightarrow \ textstyle \ O_ {2} +2 \ H_ {2} O}}$

Både omsetningstall og enzymets katalytiske effektivitet er blant de høyeste verdiene som noen gang er funnet for enzymer ( tabell ).

Ved lave hydrogenperoksydkonsentrasjoner kan den oksyderte katalasen oksidere metanol og etanol via aldehydet for å danne en syre .

Brukes i laboratoriet

I mikrobiologi brukes katalasetesten for å skille mellom bakterier. Differensiering av katalase-positive stafylokokker fra katalase-negative streptokokker er av spesiell klinisk betydning. En dråpe katalasereagens (3 prosent hydrogenperoksydoppløsning) plasseres på et lysbilde og en sløyfe av bakterielt materiale holdes kort i den. Positiv reaksjon: direkte bobling, bobledannelse; Negativ reaksjon: ingen eller forsinket brus. Alternativt kan fortynnet hydrogenperoksid dryppes direkte på en bakteriekoloni på en agarplate.

De fleste aerobe og fakultative anaerobe bakterier, så vel som sopp har enzymet katalase, som er i stand til å bryte ned den H ₂ O ₂ , som er toksisk for cellene .

Hydrogenperoksid brukes eksperimentelt i biologi for å indusere programmert celledød i isolerte eukaryote celler.

bruk

For nøytralisering av hydrogenperoksid i 2-komponent kontaktlinserensere.

Individuelle bevis

1. ↑ katalase.  I: Online Mendelian Arv i mennesket . (Engelsk).
2. ↑ P. Chelikani et al.: Artikkel. I: CMLS, Cellular and Molecular Life Sciences , 61, 2004, s. 192-208; doi: 10.1007 / s00018-003-3206-5 (engelsk)
3. ↑ CD Putnam et al.: Artikkel. I: Journal of Molecular Biology , 296, 2000, s. 295-309; doi: 10.1006 / jmbi.1999.3458 (engelsk)
4. ↑ Informasjon om typen eller individuelle bevis mangler.
5. ↑ Oliver Auferkamp: Undersøkelse av reaksjonsmekanismen for biffleverkatalase . Duisburg / Essen 2007, s. 18 , urn : nbn: de: hbz: 465-20080305-090734-6 (avhandling, Universitetet i Duisburg-Essen). 

weblenker

• Jennifer McDowall / Interpro: Månedens protein: Catalase. (Engelsk)