28. Jakiego typu reakcje katalizują peroksydazy? Opisz metodę oznaczania aktywności
jednego ze znanych ci enzymów należących do tej grupy.
Peroksydazy katalizują reakcje rozkładu nadtlenku wodoru.
Nadtlenek wodoru jest silnym inhibitorem enzymów i dlatego komórki wyposażone są w mechanizmy, dzięki którym związek
ten jest rozkładany. Rozkład nadtlenku wodoru katalizują: peroksydaza i katalaza.
Oba wymienione enzymy wchodzą w skład systemów ochronnych zabezpieczających komórkę przed szkodliwym działaniem
nadtlenku wodoru. Jeden z takich systemów funkcjonuje w erytrocytach.
Enzymy te służą do zabezpieczenia hemoglobiny i innych białek, które dla pełnienia swoich funkcji muszą zawierać grupy
-SH w postaci zredukowanej.
Mechanizm rozkładu nadtlenku wodoru katalizowanego przez oba enzymy jest różny.
Peroksydaza (oksydoreduktaza donor:H2O2) jest to enzym występujący głównie w roślinach, choć spotyka się go także w
niektórych organizmach zwierzęcych. Istnieje kilka peroksydaz - większość z nich jest niespecyficzna, ale są i peroksydazy
specyficzne w stosunku do donora wodoru, np. peroksydaza cytochromowa czy peroksydaza glutationowa.
Do peroksydaz niespecyficznych należy m. in. najlepiej poznana peroksydaza z chrzanu.
Jest to przeniesienie atomów wodoru z organicznego substratu na nadtlenek wodoru. Substratem, a więc donorem wodoru
mogą być fenole i aminy aromatyczne, np. o-toluidyna, gwajakol, pirogalol, di-o-anizydyna.
Katalaza (oksydoreduktaza H2O2:H2O2) jest enzymem rozpowszechnionym w świecie zwierzęcym (wątroba, nerki),
występuje jednak również w niektórych roślinach oraz we wszystkich bakteriach tlenowych
. Katalaza, podobnie jak
peroksydazą, jest hemoproteina. Cząsteczka katalazy składa się z czterech podjednostek, z których każda zawiera jedną
cząsteczkę protohemu.
Jest to rozkład nadtlenku wodoru bez udziału dodatkowego substratu, polegający na przeniesieniu atomów wodoru z jednej cząsteczki H2O2 na drugą. W pewnych warunkach (niskie stężenie nadtlenku wodoru, duże stężenie odpowiednich donorów wodoru) katalaza może ujawniać aktywność peroksydazową, tzn. katalizować przeniesienie atomów wodoru z donorów wodoru, takich jak np. alkohol etylowy, fenole.
Oba omawiane enzymy katalizujące rozkład nadtlenku wodoru odgrywają dużą rolę w przemyśle spożywczym. W mleczarstwie oznaczanie aktywności
peroksydazy jest ważnym wskaźnikiem skuteczności pasteryzacji mleka. Podobnie w procesie blanszowania owoców i warzyw na podstawie aktywności
peroksydazy można sądzić o prawidłowości tego procesu. W analityce peroksydaza wraz z oksydazą glukozową ma zastosowanie do oznaczania glukozy w
niektórych produktach spożywczych, m.in. w napojach. Katalaza jest stosowana również z oksydazą glukozową do usuwania glukozy lub tlenu z pewnych
produktów spożywczych w celu zapobieżenia ich ciemnieniu i procesom oksydacyjnym. W krajach, w których dozwolona jest tzw. zimna pasteryzacja mleka
(czyli pasteryzacja przy pomocy H2O2), katalaza jest stosowana do rozkładu nadtlenku wodoru w mleku przeznaczonym do przetwórstwa. Poza tym
stwierdzenie obecności katalazy w mleku jest wskaźnikiem jego zakażenia.
Aktywność katalazy oznacza się przez pomiar szybkości spadku stężenia nadtlenku wodoru lub wzrostu stężenia tlenu.
Najczęściej stosowana w biochemii, a także w chemii klinicznej, jest metoda spektrofotometryczna. Polega ona na tym, że
szybkość spadku stężenia nadtlenku wodoru obserwuje się, mierząc spadek absorbancji przy długości fali 240 nm. Metodę tę
można stosować wtedy, kiedy badany roztwór zawierający oznaczany enzym jest przezroczysty i bezbarwny. Jeżeli nie, to
stosuje się metody miareczkowe, wśród nich najpopularniejsze jest miareczkowanie manganometryczne. Ilość powstającego w
reakcji tlenu można określić manometrycznie, polarograficznie, a obecnie najczęściej za pomocą elektrody tlenowej Clarka.
Aktywność katalazy oznacza się na podstawie ilości nadtlenku wodoru rozłożonego w ciągu 15 minut działania enzymu. Ilość
H2O2 oznacza się manganometrycznie. Źródłem katalazy jest wyciąg z mąki.
W zastosowanej metodzie aktywność katalazy wyraża się jako różnicę ilości cm3 0,1 N roztworu nadmanganianu
potasowego zużytych w próbie ślepej i właściwej oraz wagowo jako ilość mg nadtlenku wodoru roz