El peróxido de hidrógeno es el subproducto de numerosos procesos biológicos, y para descomponer esta molécula, el cuerpo usa una enzima llamada catalasa. Como la mayoría de las enzimas, la actividad de la catalasa depende en gran medida de la temperatura. La catalasa es más efectiva a una temperatura óptima, con una catálisis no óptima que se lleva a cabo a temperaturas más calientes o más frías.
TL; DR (Demasiado larga; No leída)
Funciones de la catalasa mejor a alrededor de 37 grados Celsius: a medida que la temperatura aumenta o disminuye, su capacidad para funcionar disminuirá.
¿Qué hace la catalasa?
El peróxido de hidrógeno es tóxico para la mayoría de los organismos vivos. Sin embargo, muchos organismos pueden descomponerlo en productos menos reactivos mediante el uso de catalasa. Una molécula de la enzima catalasa es capaz de deconstruir 40 millones de moléculas de peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno en 1 segundo. Esta reacción se puede observar en una muestra de tejido que contiene catalasa y la adición de peróxido de hidrógeno. Los resultados de la reacción se pueden ver como la formación de burbujas de oxígeno.
Estructura y mecanismo molecular
La enzima catalasa está compuesta por cuatro cadenas polipeptídicas, con cada cadena que contiene más de 500 aminoácidos ácidos. Los cuatro grupos que contienen hierro de la catalasa le permiten interactuar con las moléculas de peróxido de hidrógeno. A medida que el peróxido de hidrógeno ingresa al sitio activo de la enzima catalasa, interactúa con dos aminoácidos, lo que hace que un protón se transfiera entre los átomos de oxígeno. Esto forma una nueva molécula de agua, y el átomo de oxígeno liberado luego reacciona con otra molécula de peróxido de hidrógeno para formar agua y una molécula de oxígeno.
Efectos de la temperatura
Los efectos de la catalasa, como las de todas las enzimas, están influenciadas por la temperatura ambiente. La temperatura tiene un efecto tanto en la estructura de la catalasa como en los enlaces de hidrógeno que está diseñada para romperse. A medida que la temperatura aumenta hacia el punto óptimo, los enlaces de hidrógeno se aflojan, facilitando que la catalasa actúe sobre las moléculas de peróxido de hidrógeno. Si la temperatura aumenta más allá del punto óptimo, la enzima se desnaturaliza y se altera su estructura. En los humanos, la temperatura óptima para la catalasa es de 37 grados centígrados.
Papel en los organismos vivos
Aunque su capacidad para descomponer una molécula tóxica como el peróxido de hidrógeno podría hacer que la catalasa parezca un elemento indispensable commodity, los ratones diseñados para desarrollarse sin catalasa tienen una apariencia física normal. Algunas investigaciones han indicado que la falta de catalasa puede conducir al desarrollo de diabetes tipo 2. Parece que algunas otras moléculas dentro de los organismos vivos son capaces de descomponer suficientemente el peróxido de hidrógeno, lo suficiente como para mantener la vida. La naturaleza tóxica del peróxido de hidrógeno también lo convierte en un potente desinfectante.
