Enzim katalase
Katalase adalah enzim yang mengandung empat gugus heme, pada tulang, membran mukosa, ginjal dan hati. Aktivitas enzim ditemukan dalam mitokondria, sitoplasma dan peroksosom. Katalase memiliki empat rantai polypeptide, masing-masing terdiri dari 500 lebih asam amino. Katalase juga memiliki empat grup heme yang dibentuk dari cincin protoporphyrin yang mengandung atom besi tunggal. Berat molekulnya: 118.054,25 gram/mol. Struktur sekunder : 31% helical (22 helik; 161 residu) 16% beta sheet (19 strands; 82 residu. Ensim Katalase termasuk enzim hidroperoksidase, yang melindungi tubuh terhadap senyawa-senyawa peroksida yang berbahaya. Penumpukan senyawa peroksida dapat menghasilkan radikal bebas, yang selanjutnya akan merusak membran sel dan kemungkinan menimbulkan penyakit kanker serta arterosklerosis. Memiliki kemampuan untuk inaktivasi hidrogen peroksida. Senyawa H2O2 dihasilkan oleh aktivitas enzim oksidase, H2O2 berpotensi menimbulkan radikal karena membentuk OH*.
Katalase merupakan hemoprotein yang mengandung 4 gugus hem.
1. aktivitas peroksidase, mengoksidasi senyawa yang analog dengan substrat
Katalase H2O2 + H2A -- >2H2O + A2
2. aktivitas katalase, enzim ini mampu menggunakan satu molekul H2O2 sebagai subtrat atau donor elektron dan molekul H2O2 yang lain sebagai oksidan atau akseptor elektron.
Katalase 2H2O2 ----->2H2O + O2
Katalase ditemukan di darah, sumsum tulang, membran mukosa, ginjal dan hati. di dalam organel sel yaitu peroksisome kaya akan enzim katalase.
Hidrogen peroksida (H2O2) merupakan hasil dari respirasi dan dibuat dalam seluruh sel hidup. H2O2 berbahaya dan harus dibuang secepatnya. Enzim katalase diproduksi sel untuk mengkatalis H2O2. Katalase berperan sebagai enzim peroksidasi khusus dalam reaksi dekomposisi hydrogen peroksida menjadi oksigen dan air. Enzim ini mampu mengoksidasi 1 molekul hydrogen peroksida menjadi oksigen. Kemudian secara simultan juga dapat mereduksi molekul hydrogen peroksida kedua menjadi air. Reaksi dapat berjalan bila terdapat senyawa pemberi ion hydrogen (AH2) seperti methanol, etanol dan format. Peran katalase dalam mengkatalis H2O2 relatif lebih kecil dibandingkan dengan kecepatan pembentukannya. Sel-sel yang mengandung katalase dalam jumlah sedikit sangat rentan terhadap peroksida. Oleh karena itu katalase berperan penting dalam mekanisme pertahanan sel darah merah terhadap serangan oksidator hydrogen peroksida.
Gangguan yang ditimbulkan oleh kekurangan katalase dapat mengenai semua organ, terutama organ yang mengandung banyak katalase, antara lain:
- Penyakit fibrosis ginjal progresis
- Akatalasia
Akatalasia merupakan suatu variasi genetik di mana terdapat kekurangan enzim katalase dalam sel-sel darah merah. Kelainan ini bersifat otosom (tidak tergantung jenis kelamin) dan ditentukan oleh gen resesif. Proporsi fenotipe ini dalam populasi kurang lebih 1%. Orang yang menderita akatalasia, kalau terkena hidrogen-peroksida (suatu antiseptika) akan mengalami hemolisis. Penyakit ini merupakan jenis kelainan metabilk. Meskipun kekurangan aktivitas enzim katalase pada jaringan tubuh namun hanya sebagian dari penderitanya yang menunjukkan gejala yang berulang pada gusi dan yang berhubungan dengan struktur mulut yang mudah luka. Luka biasanya terjadi setelah masa pubertas. Gangguan semacam ini dilaporkan paling banyak terjadi pada masyarakat di Jepang dan Korea, di mana frekuensinya di Jepang sekitar 2 dari 100.000 penduduk.
Merupakan suatu variasi genetik, di mana terdapat kekurangan enzim katalase dalam sel-sel darah. Kelainan ini bersifat otosom (tidak tergantung jenis kelamin) dan ditentukan oleh gen resesif. Proporsi tipe ini dalam populasi kurang lebih 1%. Orang yang menderita akatalasia, jika terkena hidrogen peroksida (misal melalui antiseptik) akan mengalami hemolisis pada sel-sel darah merah.
- Vitiligo
Menurut National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases (NIAMS) vitiligo merupakan penyakit kulit yang ditandai dengan adanya makula putih yang dapat meluas di beberapa bagian tubuh. Hipotesis neurohormonal muncul karena keterlibatan norepinefrin (NE) dan monoamine oksidase (MAO) dalam patogenesis vitiligo. Peningkatan kadar NE yang disekresikan keratinosit memicu terbentuknya enzim MAO. Peningkatan aktivitas MAO akan memicu pembentukan hidrogen peroksida yang berlebihan. Jumlah H2O2 yang berlebihan ini tidak diimbangi oleh katalase yang bertindak menentralkan hidrogen peroksida pada kelainan vitiligo.
- Rambut beruban
Penyebab rambut beruban adalah tubuh terlalu banyak menghasilkan hidrogen peroksida. Senyawa ini menghalangi produksi melamin, yaitu pigmen yang memberikan warna bagi kulit dan rambut. Banyaknya senyawa hidrogen peroksida yang dihasilkan tidak seimbang dengan produksi katalase dalam tubuh