Živé buňky jsou přirozeně navrženy tak, aby se mohly chránit. Některé ohrožení buněk pocházejí z chemických látek, které jsou generovány v buňkách samotných. K boji proti těmto škodlivým chemikáliím vytvářejí buňky enzymy, které mohou převést nebezpečné chemikálie na neškodné. Jeden takový enzym, známý jako kataláza, pracuje na detoxikaci peroxidu vodíku.
Peroxid vodíku
Peroxid vodíku je chemická látka, která může být náhodně produkována v buňkách, vysvětluje Protein Data Bank. Mnoho buněk, včetně lidských buněk, využívá kyslík v různých chemických reakcích. Někdy tento kyslík reaguje s jinými blízkými sloučeninami a tvoří chemický peroxid vodíku. Peroxid vodíku může reagovat s určitými molekulami uvnitř buněk a způsobit poškození proteinů a důležitých buněčných struktur. Kromě toho může být peroxid vodíku přeměněn na hydroxylové zbytky, což je typ volných radikálů. Volné radikály jsou nestabilní molekuly, které mohou zapříčinit škodlivé řetězové reakce uvnitř buněk. Kataláza je určena k odstranění peroxidu vodíku z buněk.
Mechanismus
Katalasa je enzym, což znamená, že urychluje chemické reakce, které by se v buňkách jinak objevovaly velmi pomalu. Reakce, kterou kataláza zrychluje, je rozpad dvou molekul peroxidu vodíku na dvě molekuly vody a jednu molekulu plynného kyslíku. Protože kataláza produkuje kyslík, obecně se vyskytuje pouze v organismech, které mohou přežít v přítomnosti kyslíku; tyto organismy jsou známé jako aerobes.
Struktura
Katalázový protein je tetramer, což znamená, že je složen ze čtyř bílkovinných podjednotek, jak uvádí Biomolecules na internetové stránce Kenyon College. Kromě těchto čtyř proteinových podjednotek obsahuje kataláza hem a molekulu nikotinamid adenin dinukleotid fosfátu, běžně označovanou jako NADP; tyto dvě molekuly jsou také nezbytné pro správné fungování enzymu. I když existují malé rozdíly v struktuře katalázy mezi typy nalezenými v různých organismech, celková struktura čtyř proteinových podjednotek kombinovaná s molekulou hemu a NADP.
Kataláza a bakterie
Katalasa se nachází v mnoha kyslíkatých bakteriích. To funguje jako ochranný mechanismus pro bakterie, protože některé imunitní buňky produkují peroxid vodíku k zabíjení infekčních bakteriálních buněk. Katalasa může být také použita v laboratořích jako součást režimu testů pro identifikaci bakterií na základě jejich vlastností; bakterie jsou ošetřeny malým množstvím peroxidu vodíku; pokud se tvoří bubliny, mají bakterie katalázový enzym.
Katalázové a šedé vlasy
Katalasa může být také spojena se šedivou srstí. Článek z roku 2009 v časopise Science Daily uvádí výzkum, který zjistil, že šedé vlasy jsou způsobeny akumulací peroxidu vodíku ve vlasových folikulích. Peroxid vodíku je schopen bělit vlasy pouze v případě, že se sníží hladina katalázy ve vlasových folikulových buňkách.
