Den mänskliga kroppen innehåller många fascinerande proteinföreningar som kallas enzymer. De utför en rad olika funktioner som är nödvändiga för att organismen ska fungera korrekt. Utan dem skulle vår kropp inte kunna fungera som den ska. Ett av dessa enzymer är katalas, som är huvudämnet i dagens artikel. Vilka funktioner har det, och vilka metoder används för att mäta dess aktivitet?

---

Katalasets funktioner

Enzymet katalas spelar en dominerande roll i kontrollen av koncentrationen av H₂O₂ och andra giftiga syreradikaler som bildas i många metaboliska processer. Dessutom skyddar det hemoglobin genom att avlägsna mer än hälften av det väteperoxid som bildas i mänskliga erytrocyter, vilka utsätts för höga syrekoncentrationer. Detta enzym finns främst i levern.

---

Reaktion katalyserad av katalas

Under den enzymatiska reaktion som leder till nedbrytning av väteperoxid oxideras enzymet först till en hypervalent järnintermediär som kallas Compound I (Cpd I), vilket sedan reduceras tillbaka till sitt vilotillstånd av en andra H₂O₂-molekyl.

Den första reaktionen kännetecknas av oxidation av hemproteinet av en enskild H₂O₂-molekyl, vilket leder till bildningen av Cpd I.

När Cpd I väl har bildats reagerar det snabbt med en andra H₂O₂-molekyl och bildar H₂O och O₂ i en tvåelektronredoxprocess. Denna reaktion är särskilt effektiv i vissa katalaser jämfört med andra hemproteiner, såsom myoglobin.

---

Typer av katalaser

• Typiska katalaser – den största gruppen av katalaser, som finns i aeroba organismer. De kan delas in i tre klasser: den första klassen omfattar enzymer som finns i bakterier, alger och växter; den andra klassen omfattar enzymer som finns i bakterier och svampar; den tredje klassen omfattar enzymer som finns i arkebakterier, svampar, protister, växter och djur.
• Katalas-peroxidaser – förekommer i svampar, arkebakterier och bakterier. Katalasaktiviteten (nedbrytningen av väteperoxid) är mindre effektiv än hos typiska katalaser, men katalas-peroxidaser har högre affinitet för sitt substrat, H₂O₂.
• Mangankatalaser – förekommer uteslutande i bakterier. Reaktionen förlöper annorlunda än i andra katalaser eftersom mangan används i stället för järn.

---

Metoder för att mäta katalasaktivitet

Mätning av enzymet katalas aktivitet fungerar som en värdefull biomarkör inom klinisk diagnostik och ger information om graden av oxidativ stress, antioxidativa försvarsmekanismer och olika patologiska tillstånd. Metoder för att mäta katalasaktivitet omfattar:

• Spektrofotometriska analyser – mäter aktiviteten baserat på den enzymatiska nedbrytningen av väteperoxid, vilket resulterar i förändringar i absorbans som observeras vid olika våglängder.

• Amperometriska analyser – mäter aktiviteten baserat på elektrokemisk detektion av syre, en produkt av väteperoxidens nedbrytning.

• Immunologiska analyser – mäter aktiviteten genom att detektera katalasspecifika antikroppar eller antigen–antikroppsreaktioner i proverna.

Källor

1. 1. https://www.sverigesvattenmiljo.se/undersoka-vattenmiljo/glutationreduktas-och-katalas
   2. https://bioresurs.uu.se/wp-content/uploads/2021/02/Katalas_elevinstruktion.pdf
   3. https://vetbact.slu.se/index.php?LANG=sv&displayextinfo=30
   4. https://www.vastervik.se/globalassets/trafik-och-infrastruktur/hallbar-utveckling/orserumsviken/rapporter/itm-1998-del-2.pdf