Catalasa

Catalasa
La catalasa es una enzima que se encuentra en células de tejidos animales y vegetales donde su función principal es la descomposición del peróxido de hidrogeno generando agua y oxigeno. Esta enzima es una metaloproteína tetramérica, cuyo peso molecular se encuentra en el rango de 210-280 kD. Consta de 4 subunidades idénticas que se mantienen unidas por interacciones no covalentes.Cada subunidad contiene un grupo prostético de protoporfirina IX y el contenido protohémico y el de hierro representan un 1,1 % y 0,09 % respectivamente del peso molecular total de la enzima.
Existen tres grupos de catalasas:
* Monofuncionales-presentes en procariontes y eucariontes.
* Mn-catalasa-hexaméricas, tienen Mn en el sitio activo y solo presentes en algunos organismosprocariontes anaerobios.
* Catalasas-peroxidasas-con actividad catalasa peroxidasas, solo están presentes en hongos y bacterias.

Historia de la catalasa
1818- Louis Javques Thenard descubrió el H2O2 y sugirió que su descomposición es causada por una sustancia desconocida.
1900- Oscar Loew descubrió y dio el nombre catalasa a esta enzima por investigaciones sobre la influencia de calcio ymagnesio en las plantas y animales.
1937- James B. Sumner cristalizo la catalasa de hígado de res y su peso molecular.
1969- Se elaboro la secuencia de aminoácidos de la catalasa en órganos bovinos.
1981- Se reveló la estructura cuaternaria de la catalasa.

Funciones de la catalasa
La catalasa dismuta las especies reactivas de oxigeno como el superóxido, el radical hidroxilo y el peróxido dehidrogeno. Estas especies pueden dañar proteínas lípidos y ácidos nucleídos por lo que la catalasa es antioxidante eficiente.
En el ser humano la catalasa protege la hemoglobina del peróxido de hidrogeno que se genera en los eritrocitos, protección en la inflamación, prevención de mutaciones evita el envejecimiento, cierto tipo de cáncer y evitando intoxicaciones letales. Su actividad varía endependencia del tejido; se encuentra más elevada en el hígado y los riñones, más baja en el tejido conectivo y los epitelios, y prácticamente nula en el tejido nervioso. A nivel celular se localiza en las mitocondrias y los peroxisomas, excepto en los eritrocitos, donde se encuentra en el citosol.
Otra función de la catalasa es que en bacterias anaerobias actúa como un bactericida debido a queestas bacterias mueren al estar en contacto con oxígeno.
Las mutaciones en el gen de la catalasa puede resultar en enfermedad hereditaria denominada acatalasemia o enfermedad de Takahara y se reconoce por un incremento de incidencia de ulceraciones bucales por infecciones en la mucosa bucal, pérdida de dientes y graves lesiones en los maxilares y tejidos blandos de la cavidad bucal.

Reaccióngeneral
2H2O2 2 H2O + O2

Mecanismo de reacción
En esta reacción ocurre la transferencia de dos electrones entre dos moléculas de peróxido de hidrogeno una como aceptor y otra como donador de electrones.
El mecanismo se lleva a cabo en dos pasos
* La catalasa se oxida por una molécula de peróxido formando un intermediario llamado compuesto 1, este se caracterizapor tener un grupo ferroxilo con FeIV y un radical catiónico de porfirina, produciendo una molécula de agua.
* El compuesto 1 es reducido por otra molécula de peróxido regresando la catalasa a su estado inicial produciendo agua y dioxígeno.
En la reacción la enzima puede utilizar como donadores de protones o hidrógenos al metanol, etanol, ácido fórmico, fenol y formaldehído. Esta funciónse puede realizar con monómeros, dímeros y tetrámeros.

Cinética enzimática de la catalasa
* Temperatura.- la catalasa a temperaturas altas (450 K) pierde su estructura terciaria y pierde su función biológica, no hay catálisis. La temperatura óptima de la catalasa es 370 K provocando un aumento de la velocidad de reacción siendo la velocidad máxima.

* pH.- la catalasa a diferente pH...