קטלאז

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מבנה רביעוני של קטלאז

קטלאז הוא אנזים המצוי כמעט בכל האורגניזמים הנחשפים לחמצן, המפרק מי חמצן (H2O2), שהם תרכובת המזיקה לאורגניזם, למים ולחמצן. הקטלאז נמצא בבעלי חיים, בצמחים, בפטריות ובמיקרואורגניזמים רבים. באדם מצוי הקטלאז כמעט בכל תאי הגוף ואיבריו, ובכמות גדולה נמצא בכבד, בכליות ובדם.

קטלאז הוא אחד האנזימים בעלי זמן המחזור (turnover number) הגבוהים ביותר: מולקולת קטלאז אחת מסוגלת לפרק מדי שנייה מילוני מולקולות מי חמצן. הקטלאז הוא חלבון המורכב מארבע תתי-יחידות (טטרהמר), כל אחת באורך של יותר מ-500 חומצות אמינו[1]. הוא מכיל ארבע קבוצות הם (ברזל) המאפשרות לאנזים להגיב עם מי חמצן. ה-pH האופטימלי לקטלאז באדם הוא 7. במינים אחרים משתנה ה-pH האופטימלי ועשוי לנוע בטווח של 4 עד 11, תלוי במין.

קטלאז מכיל קבוצת הם; האנזים מיוצג לפיכך בנוסחת התגובה כ-FeCat. לימין סימון הברזל (Fe) מצוין מספר החמצון שלו בספרות רומיות. תגובה זו מתרחשת בשני שלבים:

  1.  \ \mathbf{H_2O_2 + Fe(III)Cat \rightarrow H_2O + OFe(IV)Cat}
  2.  \ \mathbf{H_2O_2 + OFe(IV)Cat \rightarrow H_2O + Fe(III)Cat + O_2}

בשלב הראשון של התגובה אטום חמצן מתנתק ממי החמצן ונקשר לאנזים; מי החמצן הופכים למים. בשלב השני אטום חמצן מתנתק ממולקולה אחרת של מי חמצן, וכן אטום החמצן הקשור לאנזים מתנתק ממנו; שני האטומים חוברים ליצירת מולקולת חמצן, מי החמצן שוב הופכים למים. התוצאה הסופית היא שתי מולקולות מים ומולקולת חמצן אחת:

 \ \mathbf{H_2O_2 + H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2}

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

לואי ז'אק טנאר אשר גילה את מי החמצן היה הראשון להבחין ב-1811 בקיומו של חומר האחראי לפירוק מי החמצן. בשנת 1900 הכימאי הגרמני אוסקר לאוו העניק לקטלאז את שמו, וכן מצא כי האנזים נמצא בצמחים ובבעלי חיים רבים. ב-1937 ג'יימס בטשלר סאמנר גיבש קטלאז מבקר וב-1938 פרסם את משקלו המולקולרי של האנזים[2] . ב-1969 רוצף קטלאז של בקר.[3] המבנה התלת ממדי של החלבון התגלה ב-1981.[4]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ Boon EM, Downs A, Marcey D. Catalase: H2O2: H2O2 Oxidoreductase. Catalase Structural Tutorial Text. אוחזר ב־2007-02-11.
  2. ^ Sumner JB, Gralén N (March 1938). "The molecular weight of crystalline catalase". Science (journal) 87 (2256): 284. doi:10.1126/science.87.2256.284. PMID 17831682. 
  3. ^ Schroeder WA, Shelton JR, Shelton JB, Robberson B, Apell G (May 1969). "The amino acid sequence of bovine liver catalase: a preliminary report". Arch. Biochem. Biophys. 131 (2): 653–5. doi:10.1016/0003-9861(69)90441-X. PMID 4892021. 
  4. ^ Murthy MR, Reid TJ, Sicignano A, Tanaka N, Rossmann MG (October 1981). "Structure of beef liver catalase". J. Mol. Biol. 152 (2): 465–99. doi:10.1016/0022-2836(81)90254-0. PMID 7328661. 
P biology.svg ערך זה הוא קצרמר בנושא ביולוגיה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.