קטלאז

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, ונמצא בכמות גדולה בכבד, בכליות ובדם.

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 אמינותבנית:הערה. 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. ${𝐇}_{\mathrm{𝟐}}{𝐎}_{\mathrm{𝟐}}\mathbf{+}𝐅𝐞\mathbf{(}𝐈𝐈𝐈\mathbf{)}𝐂𝐚𝐭\mathbf{\to }{𝐇}_{\mathrm{𝟐}}𝐎\mathbf{+}𝐎𝐅𝐞\mathbf{(}𝐈𝐕\mathbf{)}𝐂𝐚𝐭$
2. ${𝐇}_{\mathrm{𝟐}}{𝐎}_{\mathrm{𝟐}}\mathbf{+}𝐎𝐅𝐞\mathbf{(}𝐈𝐕\mathbf{)}𝐂𝐚𝐭\mathbf{\to }{𝐇}_{\mathrm{𝟐}}𝐎\mathbf{+}𝐅𝐞\mathbf{(}𝐈𝐈𝐈\mathbf{)}𝐂𝐚𝐭\mathbf{+}{𝐎}_{\mathrm{𝟐}}$

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:

${𝐇}_{\mathrm{𝟐}}{𝐎}_{\mathrm{𝟐}}\mathbf{+}{𝐇}_{\mathrm{𝟐}}{𝐎}_{\mathrm{𝟐}}\mathbf{\to }\mathrm{𝟐}{𝐇}_{\mathrm{𝟐}}𝐎\mathbf{+}{𝐎}_{\mathrm{𝟐}}$

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 האנזיםתבנית:הערה. ב-1969 רוצף קטלאז של בקרתבנית:הערה. המבנה התלת־ממדי של החלבון התגלה ב-1981תבנית:הערה.

ראו גם

• מבחן קטלאז

קישורים חיצוניים

• תבנית:בריטניקה
• תבנית:דף שער בספרייה הלאומית