الكاتالازات عبارة عن إنزيمات معدنية تحمي الخلية من التلف التأكسدي بفعل بيروكسيد الهيدروجين الزائد، والناتج أثناء استقلاب O2.
ما هو إنزيم الكاتالاز
يعد الكاتالاز أحد أقدم الإنزيمات المعروفة التي تم اكتشافها في أوائل القرن الثامن عشر، وبينما كان لدى الباحثين هياكل بلورية وتسلسلات من الأحماض الأمينية تحت تصرفهم لمدة 30 عامًا، ولا تزال هناك العديد من جوانب هذا البروتين التحفيزي التي لا تزال غامضة، وقد تم العثور على إنزيمات الكاتالاز في جميع أنواع الكائنات الحية، ولكن إنزيمات الثدييات، في الغالب الأبقار كتالاز الكبد (BLC)، كانت الأكثر دراسة.
تفاعلات الكاتالاز
ثبت أن عائلة جديدة من الإنزيمات لديها نشاط الكاتالاز في موقع نشط شبيه بالبيروكسيديز، وكانت هذه الكاتالاز-بيروكسيدازات ثنائية الوظيفة (KatGs) حاسمة في دراسات الأكسجين التفاعلي والتكوين الجذري، ومع ذلك على الوظيفة أحادية H2 O2 إنزيمات غير متناسبة، ولكن تم تطبيق بعض المعرفة المكتسبة من KatGs على الأنظمة الأصلية.
يعتبر الكاتالاز هو إنزيم فريد مضاد للأكسدة من حيث أن له بنية صلبة ومستقرة للغاية مما يجعله أكثر مقاومة نسبيًا لتغيرات درجة الحموضة ودرجة الحرارة، وكذلك تحلل البروتين، ووظيفته في جسم الإنسان هي تحلل H2O2 إلى ماء وأكسجين، وهو مركب شريك أساسي لـ SOD، حيث أن الأخير ينتج H2O2 من الأكسيد الفائق.
غياب وجود الكاتالاز في التفاعلات
بدون CAT، يمكن أن يتفاعل H2O2 المفرط، على سبيل المثال، المحول من (superoxide بواسطة SOD)، مع أيونات المعادن لتكوين شق الهيدروكسيل شديد الضرر، ومع ذلك، على الرغم من أن تغليف CAT بشكل عام قد تم التحقيق فيه لتعديل الإجهاد التأكسدي، يبدو أن الارتباط التساهمي بالبوليمرات قد تم تجاهله إلى حد كبير، ومع ذلك، يترافق CAT مع ألياف بولي أكريلونيتريل جليكوبوليمر باستخدام (epichlorohydrin).
على الرغم من أنهم لم يصمموا البوليمر الخاص بهم للتأثيرات المضادة للأكسدة المقصودة، إلا أنهم وجدوا أن التثبيت التساهمي زاد من الاستقرار الحراري والحمضي لـ CAT مقارنةً بـ CAT الحر، وقد استخدمت كيمياء EDC لربط بقايا ليسين CAT ببولي (حمض أكريليك)، بحد أقصى 1٪ محتوى CAT، وعلى الرغم من تحقيق زيادة الاستقرار الهيكلي والاحتفاظ بالنشاط الأنزيمي، إلا أنه لم يتم الإبلاغ عن أي تأثيرات خاصة بمضادات الأكسدة.
