Каталаза, як високомолекулярний антиоксидант в рослині

Каталаза – фермент, виявлений у клітинах практично усіх аеробних організмів. Поряд з розкладанням пероксиду водню і тим самим захистом клітини від його токсичного впливу, фермент каталізує цілу низку метаболічно важливих реакцій [18].

Молекула типової каталази складається з чотирьох ідентичних субодиниць, кожна з яких як кофактор містить залізопорфіриновий комплекс. У клітинах еукаріот каталаза локалізована у пероксисомах та гліоксисомах. Пероксисоми – обмежені елементарною двошаровою мембраною органели. Існують дві моделі біогенезу пероксисом. Одна з них передбачає відгалуження від ендоплазматичного ретикулуму. Згідно з другою, - нові пероксисоми утворюються під час поділу, який наступає після росту передіснуючих органел. Гліоксисоми — спеціалізована форма пероксисом, містять ферменти метаболізму запасів ліпідів. У запасних тканинах насіння, що розвивається, біля 80% каталазної активності знайдено у гліоксисомах. Каталазу виявлено також у цитозолі, причому в насінні Castor been фермент виділений з цитозолю.

Фізіологічна роль каталази. Каталаза – компонент комплексного ферментативного захисту організму від токсичних сполук кисню. Аеробний спосіб існування забезпечує організму великі переваги поряд зі значною небезпекою в разі порушення захисних механізмів. Цілковите відновлення кисню до пероксиду водню потребує витрати чотирьох електронів і у цьому процесі нараховується декілька послідовних інтермедіатів, токсичних для живої клітини, якими є: радикал супероксиданіона, радикал гідроксилу, пероксид водню.

Ферменти антиоксидантного захисту: супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидаза діють як сильні радіопротектори, приймаючи участь у вилученні кисневих метаболітів та вільних радикалів. Отже, суперокиддисмутаза та каталаза становлять першочерговий інтерес для радіаційної хімії, біології та терапії, здійснюючи захист клітини від шкідливої дії іонізуючої радіації на ДНК, мембрани, білки, інші фізіологічно активні речовини і порушень, що виникають внаслідок цього клітинного метаболізму.

Активність каталази. Як правило, вміст каталази у клітині достатній, щоб не дозволити утворити великій кількості пероксиду водню, який генерується ендогенно. Проте за летальних та мутагенних доз іонізуючої радіації, ряду патофізіологічних процесів, а також при додаванні екзогенного пероксиду водню утворюються короткоживучі радикали, які пошкоджують ДНК і викликають мутації. Здебільшого активація каталази корелює з активацією інших ферментних систем.

Адаптація до Н₂О₂ є виключно важливою для виживання потенційних бактерій активованими гранулоцитами.

Пероксидазна активність каталази. Вважають, що каталазна активність є необхідною для захисту організму від пероксиду водню, що генерується внутрішньоклітинно, в той час, як пероксидазна активність зумовлює окислювальні процеси за участі пероксиду, які призводять до утворення важливих метаболітів. Співвідношення каталазної та пероксидазної активностей зростає із збільшенням концентрації пероксиду. Пероксидазна активність каталази збільшується за високих концентрацій каталази та її субстратів – донорів протонів. Активність ферменту знижується в ацетатних та цитратних буферах.

Дата добавления: 2015-08-17