مسحوق الكاتلاز CAS 9001-05-2

مسحوق الكاتالاز(CAT)، الصيغة الجزيئية C9H10O3، CAS 9001-05-2، وهو إنزيم يحفز تحلل بيروكسيد الهيدروجين إلى أكسجين وماء، ويوجد داخل نظام البيروكسيديز للخلايا. الكاتلاز هو إنزيم محدد للبيروكسيسومات، وهو ما يمثل حوالي 40% من إجمالي إنزيمات البيروكسيسوم. يوجد الكاتالاز في أنسجة مختلفة لجميع الحيوانات المعروفة، وخاصة بتركيزات عالية في الكبد. يستخدم الكاتلاز في صناعة المواد الغذائية لإزالة بيروكسيد الهيدروجين من الحليب المستخدم لصنع الجبن. يستخدم الكاتلاز أيضًا في تغليف المواد الغذائية لمنع أكسدة الطعام. تقريبا جميع الكائنات الحية لديها الكاتلاز. وهو موجود على نطاق واسع في الكائنات التنفسية، وخاصة في البلاستيدات الخضراء، والميتوكوندريا، والشبكة الإندوبلازمية للنباتات، والكبد وخلايا الدم الحمراء للحيوانات، ويوفر نشاطه الأنزيمي آلية دفاع مضادة للأكسدة للجسم. CAT هو إنزيم الهيم مع هياكل مختلفة اعتمادا على مصدره. يختلف مستوى النشاط باختلاف المنظمات. يتحلل بيروكسيد الهيدروجين في الكبد بشكل أسرع منه في أعضاء مثل الدماغ أو القلب، وذلك بسبب ارتفاع مستويات CAT في الكبد.

 

يحتوي بيروكسيد الهيدروجين (H2O2)، المعروف أيضًا باسم بيروكسيد الهيدروجين، على ذرة أكسجين (0) أكثر من الماء (H2O). ذرة الأكسجين هذه غير مستقرة للغاية وتريد دائمًا أخذ ذرة أكسجين أخرى من جزيئات أخرى لتكوين O2. نستخدم عادة بيروكسيد الهيدروجين للتعقيم والتطهير لأن البكتيريا يتم تدميرها بواسطة H2O2 وتموت. الرغوة أثناء التطهير هي نتيجة إنتاج الأكسجين. ومع ذلك، يمكن لبيروكسيد الهيدروجين اختراق معظم أغشية الخلايا، مما يجعله أكثر سمية للخلايا من جذور أنيون الأكسيد الفائق (التي لا تستطيع اختراق أغشية الخلايا). بعد اختراق غشاء الخلية، يمكن أن يتفاعل مع الحديد داخل الخلية لتوليد جذور الهيدروكسيل.مسحوق الكاتالاز(CAT) هو عضو مهم في نظام الإنزيم المضاد للأكسدة، المعروف أيضًا باسم البيروكسيديز، وهو إنزيم مرتبط مع بورفيرين الحديد كمجموعة ثانوية.

 

يقوم إنزيم SOD بتفكيك الجذور الحرة للأكسجين لإنتاج بيروكسيد الهيدروجين (H2O2) والأكسجين (O2). يبقى بيروكسيد الهيدروجين مادة مؤكسدة سامة في الجسم، ووظيفة الكاتلاز هي تعزيز تحلل بيروكسيد الهيدروجين إلى أكسجين جزيئي وماء، وبالتالي حماية الخلايا من سمية H2O2. آلية عمل CAT على بيروكسيد الهيدروجين هي في الأساس تفكيك بيروكسيد الهيدروجين، الأمر الذي يتطلب جزيئين H2O2 للالتقاء والتصادم مع CAT في المركز النشط من أجل حدوث التفاعل. كلما زاد تركيز H2O2، كلما كان معدل التحلل أسرع. تقريبا جميع الكائنات الفسيولوجية لديها الكاتلاز.

 

وهو موجود على نطاق واسع في الكائنات التنفسية، وخاصة في البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا والشبكة الإندوبلازمية للنباتات، وكذلك في الكبد وخلايا الدم الحمراء للحيوانات. يوفر نشاطه الأنزيمي آلية دفاع مضادة للأكسدة للجسم. تتمثل الوظيفة البيولوجية للكاتالاز في تعزيز تحلل بيروكسيد الهيدروجين في الخلايا، بحيث لا ينتج المزيد من جذور الهيدروكسيل شديدة السمية، وبالتالي حماية وظيفة نظام الإنزيم المضاد للأكسدة. كما أنها ذات أهمية كبيرة لنمو وتطور وأنشطة التمثيل الغذائي في جسم الإنسان.

الاختبار:

خلال الجاريةمسحوق الكاتلازالكشف، يمكن ملاحظة الفقاعات.
يعد اكتشاف الكاتالاز إحدى الطرق الثلاث الرئيسية التي يستخدمها علماء الأحياء الدقيقة لتحديد الأنواع البكتيرية، والتي تتضمن استخدام بيروكسيد الهيدروجين للكشف عن وجود الكاتلاز. إذا كانت البكتيريا تحتوي على الكاتلاز، فإن إضافة كمية صغيرة من المستخلص البكتيري إلى محلول بيروكسيد الهيدروجين يمكن أن يلاحظ تكوين فقاعات الأكسجين.

 

إذا تم إنشاء الفقاعات، تعتبر البكتيريا "إيجابية للكاتلاز". مثل المكورات العنقودية والمكورات الدقيقة. إذا لم يكن الأمر كذلك، فإن البكتيريا تعتبر "سلبية للكاتلاز". مثل المكورات العقدية والمكورات المعوية. على الرغم من أن اكتشاف الكاتالاز لا يمكنه تحديد كائنات معينة، إلا أنه عند دمجه مع طرق الكشف الأخرى، فإنه يمكن أن يساعد بشكل فعال في التشخيص.
بالإضافة إلى ذلك، فإن وجود الكاتلاز في البكتيريا يعتمد أيضًا على ظروف نمو الخلايا ووسط الاستزراع المستخدم.

 

توزيع:

يوجد الكاتالاز في أنسجة مختلفة لجميع الحيوانات المعروفة، وخاصة بتركيزات عالية في الكبد. في الخنفساء القاذفة، للكاتالاز استخدام فريد. تحتوي هذه الخنفساء على مجموعتين من المواد الكيميائية مخزنة بشكل منفصل في غددها. تقوم الغدد الكبيرة بتخزين الهيدروكينون وبيروكسيد الهيدروجين، بينما تقوم الغدد الصغيرة بتخزين الكاتلاز وبيروكسيداز الفجل الحار. عندما تخلط الخنافس مواد كيميائية من غدتين معًا، فإنها تطلق الأكسجين، الذي يمكنه أكسدة الهيدروكينون ويعمل كمعزز.

 

يوجد الكاتالاز أيضًا بشكل شائع في النباتات، ولكن ليس في الفطريات، على الرغم من أنه تم العثور على بعض الفطريات لإنتاج الإنزيم في البيئات ذات الرقم الهيدروجيني المنخفض والبيئات الدافئة.
الغالبية العظمى من الكائنات الحية الدقيقة الهوائية تحتوي على الكاتلاز. الاستثناء يشمل المكورات العقدية، وهي بكتيريا هوائية لا تحتوي على الكاتلاز. بعض الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية، مثل Methanosarcina barkeri، تحتوي أيضًا على الكاتلاز.

نظرة عامة على الوظيفة

 

بيروكسيد الهيدروجين هو النفايات الناتجة أثناء عمليات التمثيل الغذائي التي يمكن أن تسبب ضررا للجسم. لتجنب مثل هذا الضرر، يجب تحويل بيروكسيد الهيدروجين بسرعة إلى مواد أخرى غير ضارة أو أقل سمية. وغالبًا ما تستخدم الخلايا الكاتلاز كأداة لتحفيز تحلل بيروكسيد الهيدروجين.
لكن الأهمية البيولوجية الحقيقية للكاتلاز ليست بهذه البساطة: فقد وجد الباحثون أن الفئران المعدلة وراثيا التي تعاني من نقص الكاتلاز لا تزال تظهر أنماطا ظاهرية طبيعية، مما يشير إلى أن الكاتلاز ضروري فقط للحيوانات في ظل ظروف محددة معينة.

 

بعض الناس لديهم مستويات منخفضة جدًا منمسحوق الكاتلازفي أجسادهم، لكنهم أيضًا لا يظهرون ردود فعل مرضية واضحة. وهذا على الأرجح لأن كاسم بيروكسيد الهيدروجين الرئيسي في خلايا الثدييات الطبيعية هو البيروكسيديروكسين، وليس الكاتلاز.
يقع الكاتالاز عادة في عضية تسمى البيروكسيسومات. تشارك البيروكسيسومات في الخلايا النباتية في التنفس الضوئي (استخدام الأكسجين لتوليد ثاني أكسيد الكربون) وتثبيت النيتروجين التكافلي (فصل النيتروجين (N2) إلى ذرات النيتروجين النشطة).
ولكن عندما تصاب الخلايا بمسببات الأمراض، يمكن استخدام بيروكسيد الهيدروجين كعامل فعال مضاد للميكروبات. يمكن لبعض مسببات الأمراض، مثل المتفطرة السلية، والفيلقية الرئوية، والعطيفة الصائمية، إنتاج الكاتلاز لتحليل بيروكسيد الهيدروجين، مما يسمح لها بالبقاء على قيد الحياة في جسم المضيف.

تأثير التبييض:

 

تجدر الإشارة إلى أن الإنزيمات يمكن أن تعزز التبييض، كما أن تبييض الصوف في محلول تبييض بيروكسيد الهيدروجين الذي يحتوي على البروتياز باكتوسول ST يمكن أن يحسن بشكل كبير بياض الصوف ومحبته للماء. وذلك لأن الإنزيمات تعزز التآكل الأولي السريع لألياف الصوف، مما يجعل عملية تبييض الصوف أسهل. بدءًا من هذا المبدأ، من الواضح أن المعالجة المسبقة للصوف بالبروتياز لكشف سطح الألياف قبل التبييض تكون أكثر فعالية، كما يسهل التحكم في تلف الألياف.

 

لمس الانزيم

الكاتلاز (CAT) هو زبال إنزيمي، يُعرف أيضًا باسم البيروكسيديز، وهو إنزيم مرتبط ببورفيرين الحديد كمجموعة ثانوية. يمكن أن يعزز تحلل H2O2 إلى أكسجين جزيئي وماء، ويزيل بيروكسيد الهيدروجين في الجسم، وبالتالي يحمي الخلايا من سمية H2O2. وهو أحد الإنزيمات الرئيسية في نظام الدفاع البيولوجي. الآلية التي تعمل بها CAT على بيروكسيد الهيدروجين هي في الأساس تفكيك H2O2، الأمر الذي يتطلب جزيئين من H2O2 للالتقاء والتصادم مع CAT في المركز النشط من أجل حدوث التفاعل. كلما زاد تركيز H2O2، كلما كان معدل التحلل أسرع.

هذا هو إنزيم تحلل بيروكسيد الهيدروجين المستقر الذي يمكنه تحلل بيروكسيد الهيدروجين إلى ماء وأكسجين دون التأثير على الألياف والأصباغ. لذلك، بعد التبييض وقبل الصباغة، تتم إزالة بيروكسيد الهيدروجين المتبقي على الأقمشة المبيضة وفي خزانات الصباغة بواسطة إنزيم تحلل H2O2 لتجنب المزيد من أكسدة الألياف وأكسدة الأصباغ أثناء الصباغة. وفي الوقت نفسه، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقصير وقت المعالجة، وتقليل استهلاك المياه للغسيل، وتقليل كمية مياه الصرف الصحي. مناسبة بشكل خاص للخيوط والخيوط الأنبوبية والأقمشة المحبوكة. وبالمثل، يتغير نشاط الكاتلاز مع الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة، حيث يحدث أعلى نشاط حول الرقم الهيدروجيني 7 و30-40 درجة. إن زيادة تركيز بيروكسيد الهيدروجين سوف يؤدي إلى تسريع معدل تفاعل التحلل، ولكن يجب ملاحظة أنه عندما يتجاوز التركيز كمية معينة، فإن تأثير الإنزيم سوف يضعف، كما أن الإفراط في H2O2 المتبقي يضر بالألياف والأصباغ. لذلك لا يمكن زيادة كمية H2O2 بشكل تعسفي لمجرد وجود إنزيم H2O2 المتحلل. عند الاستخدام، من المهم عادةً الانتباه إلى توافق إنزيمات تحلل H2O2 مع المواد الخافضة للتوتر السطحي شائعة الاستخدام ومثبتات H2O2. في تطبيقات الإنتاج الفعلية، يكون الرقم الهيدروجيني 6-8، ودرجة الحرارة 20-55 درجة، وجرعة الإنزيم 5-10 KCLU/لتر، والوقت هو 10-20 دقيقة. لقد تم الاعتراف بهذه التقنية وقبولها محليًا تدريجيًا، وهي مفيدة جدًا لتحسين سطوع الأصباغ التفاعلية.

على الرغم من أن الآلية التحفيزية الكاملة للكاتلاز لم يتم فهمها بالكامل بعد، إلا أنه يُعتقد أن العملية التحفيزية تنقسم إلى خطوتين:
H2O2 + Fe(III)-E → H2O + O=Fe(IV)-E(.+)
H2O2 + O=Fe(IV)-E(.+) → H2O + Fe(III)-E + O2
من بينها، "Fe() - E" يمثل ذرة الحديد المركزية (Fe) لمجموعة الهيم (E) المرتبطة بالإنزيم. Fe (IV) - E (.+) هو شكل رنان من Fe (V) - E، حيث لا تتأكسد ذرة الحديد بالكامل إلى +V التكافؤ، ولكنها تتلقى بعض "الإلكترونات الداعمة" من الهيم. لذلك، يتم تمثيل الهيم في معادلة التفاعل أيضًا على شكل كاتيون جذري حر (.+)

يدخل بيروكسيد الهيدروجين إلى الموقع النشط ويتفاعل مع بقايا الأسباراجين عند الموضع 147 (Asn147) وبقايا الهيستيدين عند الموضع 74 (His74) من الإنزيم، مما يتسبب في انتقال البروتون بين ذرات الأكسجين. تنسق ذرات الأكسجين الحرة وتتحد لتكوين جزيئات الماء وFe (IV)=O. يتفاعل Fe (IV)=O مع جزيء بيروكسيد الهيدروجين الثاني لإعادة تكوين Fe (III) - E، مما يولد جزيئات الماء والأكسجين. يمكن تعزيز تفاعل ذرة الحديد في المركز النشط من خلال وجود السلسلة الجانبية الفينولية لبقايا التيروزين (Tyr357) في الموضع 357، والتي تساعد في أكسدة Fe (III) إلى Fe (تفاعل وسيط). يمكن عادةً تحديد معدل هذا التفاعل بواسطة معادلة Mie.

مسحوق الكاتالازيمكن أيضًا أكسدة المواد السامة للخلايا الأخرى مثل الفورمالديهايد وحمض الفورميك والفينول والإيثانول. تتطلب عمليات الأكسدة هذه استخدام بيروكسيد الهيدروجين لإتمامها من خلال التفاعلات التالية:
H2O2 + H2R → 2H2O + R
وبالمثل، فإن آلية التفاعل المحددة لا تزال غير واضحة.
أي أيون معدن ثقيل (مثل أيونات النحاس في كبريتات النحاس) يمكن أن يكون بمثابة مثبط غير تنافسي للكاتلاز. بالإضافة إلى ذلك، يعتبر السيانيد شديد السمية مثبطًا تنافسيًا للكاتلاز، والذي يمكن أن يرتبط بإحكام بالهيم الموجود في الإنزيم ويمنع تفاعله التحفيزي.
تم حل البنية ثلاثية الأبعاد للبيروكسيديز الوسيط في حالة البيروكسيد ويمكن استرجاعها من قواعد بيانات البروتين.

الوسم : مسحوق الكاتلاز cas 9001-05-2، الموردين، الشركات المصنعة، مصنع، بالجملة، شراء، السعر، بالجملة، للبيع