過酸化水素は多くの生物学的プロセスの副産物であり、この分子を分解するために、体はカタラーゼと呼ばれる酵素を使用します.ほとんどの酵素と同様に、カタラーゼの活性は温度に大きく依存します。カタラーゼは最適な温度で最も効果的であり、高温または低温では最適とは言えない触媒作用が起こります.
TL;DR (長すぎる; 読んでいない)
カタラーゼは摂氏約 37 度で最もよく機能します。温度がそれよりも高くなったり低くなったりすると、機能する能力が低下します。
カタラーゼの機能
過酸化水素はほとんどの生物にとって有毒です。しかし、多くの生物は、カタラーゼを使用してそれを反応性の低い製品に分解することができます.カタラーゼ酵素 1 分子は、1 秒間に 4000 万分子の過酸化水素を水と酸素に分解することができます。この反応は、カタラーゼと過酸化水素の添加を含む組織サンプルで観察できます。反応の結果は、酸素の泡の形成として見ることができます。
構造と分子機構
カタラーゼ酵素は 4 つのポリペプチド鎖で構成され、各鎖には 500 を超えるアミノ酸が含まれています。カタラーゼの 4 つの鉄含有基により、過酸化水素分子との相互作用が可能になります。過酸化水素がカタラーゼ酵素の活性部位に入ると、2 つのアミノ酸と相互作用し、プロトンが酸素原子間を移動します。これが新しい水分子を形成し、解放された酸素原子が別の過酸化水素分子と反応して、水と酸素分子を形成します.
気温の影響
カタラーゼの効果は、すべての酵素の効果と同様に、周囲の温度の影響を受けます。温度は、カタラーゼ自体の構造と、切断するように設計された水素結合の両方に影響を与えます。温度が最適点に向かって上昇すると、水素結合が緩み、カタラーゼが過酸化水素分子に作用しやすくなります。温度が至適点を超えて上昇すると、酵素は変性し、その構造が破壊されます。人間では、カタラーゼの最適温度は摂氏 37 度です。
生物における役割
過酸化水素などの有毒分子を分解する能力があるため、カタラーゼは不可欠な商品のように思われるかもしれませんが、カタラーゼなしで発生するように設計されたマウスは、正常な外見を持っています.一部の研究では、カタラーゼの欠乏が 2 型糖尿病の発症につながる可能性があることが示されています。生体内の他のいくつかの分子は、生命を維持するのに十分な量の過酸化水素を十分に分解できるようです。過酸化水素の毒性は、強力な消毒剤にもなります。
