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, ונמצא בכמות גדולה בכבד, בכליות ובדם.

מבנה רביעוני של קטלאז

קטלאז הוא אחד האנזימים בעלי זמן המחזור (turnover number) הגבוהים ביותר: מולקולת קטלאז אחת מסוגלת לפרק מדי שנייה עד ל-200,000 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.

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

1. ${\displaystyle \ \mathbf {H_{2}O_{2}+Fe(III)Cat\rightarrow H_{2}O+OFe(IV)Cat} }$
2. ${\displaystyle \ \mathbf {H_{2}O_{2}+OFe(IV)Cat\rightarrow H_{2}O+Fe(III)Cat+O_{2}} }$

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:

${\displaystyle \ \mathbf {H_{2}O_{2}+H_{2}O_{2}\rightarrow 2H_{2}O+O_{2}} }$

היסטוריה

לואי ז'אק טנאר אשר גילה את מי החמצן היה הראשון שהבחין ב-1811 בקיומו של חומר האחראי לפירוק מי החמצן. ב-1900 הכימאי הגרמני אוסקר לאו העניק לקטלאז את שמו, וכן גילה 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].

ראו גם

• מבחן קטלאז

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא קטלאז בוויקישיתוף

• קטלאז, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• קטלז, דף שער בספרייה הלאומית

הערות שוליים

1. Boon EM, Downs A, Marcey D. "Catalase: H₂O₂: H₂O₂ Oxidoreductase". Catalase Structural Tutorial Text. נבדק ב-2007-02-11.{{cite web}}: תחזוקה - ציטוט: multiple names: authors list (link)
2. Sumner JB, Gralén N (במרץ 1938). "The molecular weight of crystalline catalase". Science (journal). 87 (2256): 284. doi:10.1126/science.87.2256.284. PMID 17831682. {{cite journal}}: (עזרה)
3. Schroeder WA, Shelton JR, Shelton JB, Robberson B, Apell G (במאי 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. {{cite journal}}: (עזרה)תחזוקה - ציטוט: multiple names: authors list (link)
4. Murthy MR, Reid TJ, Sicignano A, Tanaka N, Rossmann MG (באוקטובר 1981). "Structure of beef liver catalase". J. Mol. Biol. 152 (2): 465–99. doi:10.1016/0022-2836(81)90254-0. PMID 7328661. {{cite journal}}: (עזרה)תחזוקה - ציטוט: multiple names: authors list (link)

ערך זה הוא קצרמר בנושא ביולוגיה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.