Apa itu enzim Katalase dan apa fungsinya

Katalase merupakan enzim yang mengandung heme yang ada di mana-mana di sebagian besar organisme aerobik. Meskipun fungsi biologis katalase secara lengkap masih belum jelas, fungsi utamanya adalah penguraian hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen.

Katalase telah dipelajari selama lebih dari 100 tahun, dengan contoh enzim yang diisolasi, dimurnikan, dan dikarakterisasi dari banyak organisme yang berbeda. Struktur kristal dari 16 katalase yang mengandung heme sekarang telah dipecahkan, menunjukkan inti yang umum dan sangat kekal di semua enzim.

Pusat aktif terdiri dari heme dengan ligan tirosin di sisi proksimal dan histidin yang dilestarikan serta aspartat di sisi distal. Meskipun katalase telah dipelajari selama bertahun-tahun, fungsi tambahan katalase baru-baru ini telah dikenali. Sebagai contoh, Scytalidium thermophilum catalase (CATPO) telah terbukti mengoksidasi o-difenol dan beberapa senyawa p-difenol tanpa adanya hidrogen peroksida.

Penelitian ini dan penelitian lainnya telah menghasilkan usulan bahwa aktivitas oksidatif sekunder ini mungkin merupakan karakteristik umum katalase. Bab ini akan fokus pada fungsi dan struktur katalase heme monofungsional, menekankan informasi yang diperoleh dalam beberapa tahun terakhir terutama dalam kaitannya dengan aktivitas sekunder enzim ini.

Pengertian

Katalase adalah enzim yang diproduksi oleh hampir semua organisme hidup. Ia bertanggung jawab atas dekomposisi hidrogen peroksida. Katalase ditemukan dalam organel peroksisom, hadir dalam sel hewan dan tumbuhan.

Fungsi

Katalase mengkatalisasi dekomposisi hidrogen peroksida (H2O2) menjadi oksigen dan air, sesuai dengan reaksi kimia berikut:

2 H2O2 + KATALASE → 2 H2O + O2

Pentingnya fungsi enzim katalasi karena hidrogen peroksida adalah zat beracun untuk sel. Katalase menghasilkan air dan oksigen, dua zat yang tidak membahayakan tubuh.

Setelah dekomposisi, katalase menetralkan aksi beracun hidrogen peroksida dan menyeimbangkan produksinya dalam tubuh.

Fungsi katalase penting untuk aktivitas ginjal dan hati. Dalam organ-organ ini ada banyak peroksisom yang bertanggung jawab untuk detoksifikasi organisme. Di hati, peroksisom dan aksi katalase membantu dalam produksi garam empedu dan dalam netralisasi zat beracun.

Katalase dianggap sebagai salah satu enzim paling efektif yang ditemukan dalam sel. Ini karena satu molekul katalase tunggal dapat memecah jutaan molekul hidrogen peroksida.

Regulasi ekspresi gen katalase

Studi tentang respons bakteri terhadap stres oksidatif telah memberikan wawasan tentang bagaimana sintesis katalase dikendalikan dalam sel yang berbeda. Studi dengan E. coli dan Salmonella typhimurium telah menunjukkan bahwa ada dua jalur regulasi yang tersedia dalam ekspresi katalase bakteri.

E. coli menghasilkan dua katalase atau hidroperoksidase, HPI katalase-peroksidase bifungsional dan HPII katalase monofungsional. Kedua jenis katalase ini diinduksi secara independen; Sintesis HPI dipromosikan oleh H2O2 yang ditambahkan ke media, dan sintesis HPII diinduksi selama pertumbuhan ke fase diam. Gen katG, pengkode HPI, telah ditemukan untuk diatur oleh regulator OxyR yang merespon stres oksidatif. Protein OxyR adalah anggota dari keluarga LysR protein pengatur yang merespon tingkat oksidan dalam sel. Protein OxyR mengalami perubahan konformasi selama transisi dari bentuk tereduksi (transkripsi tidak aktif) ke bentuk teroksidasi (aktif transkripsi). Protein ini secara langsung merasakan stres oksidatif dengan menjadi teroksidasi, dan hasil oksidasi dalam perubahan konformasi yang mentransduksi stres oksidatif menjadi RNA polimerase.

Mekanisme regulasi gen katE, pengkodean HPII, sangat berbeda dan membutuhkan gen katF fungsional sebagai efektor positif. Level HPII diekspresikan pada level tinggi ketika sel memasuki fase diam dan tidak terpengaruh oleh hidrogen peroksida dan / atau anaerobiosis. Faktor yang paling penting untuk induksi HPII tampaknya adalah σS, seperti yang disimpulkan dari penelitian yang terkait dengan keterlibatan faktor transkripsi tambahan.

Fakta

Hidrogen peroksida umumnya digunakan untuk membersihkan luka. Ketika ditempatkan di bawah kulit yang terluka dengan cepat kita mengamati pembentukan busa gelembung, yang terdiri dari pelepasan oksigen. Busa ini muncul karena aksi katalase.