Catalasi: funzione, struttura e meccanismo d’azione
L’enzima catalasi, appartenente alla famiglia delle ossidoreduttasi, è prodotto dalle cellule insieme alla superossido dismutasi per contrastare l’azione degli agenti ossidanti. La sua principale funzione è quella di convertire il perossido di idrogeno in acqua e ossigeno molecolare, rallentando o inibendo i processi di ossidazione.
La catalasi agisce contro le specie reattive dell’ossigeno (ROS), come perossidi, superossidi e radicali, che sono prodotte durante il metabolismo cellulare e che possono causare stress ossidativo e danneggiare le cellule.
Struttura della catalasi
Le catalasi sono costituite da tetrameri composti da quattro catene polipeptidiche contenenti ciascuna un gruppo ferroso all’interno della struttura. La disposizione della struttura conferisce loro stabilità e resistenza a variazioni di pH e denaturazione termica.
Meccanismo d’azione
Il perossido di idrogeno reagisce con la catalasi in due fasi, durante le quali ossida e riduce il centro ferroso legato all’enzima. Inizialmente, una molecola di perossido di idrogeno ossida il centro ferroso, formando acqua e ossidando il ferro dall’ossidazione di +2 a +3. Successivamente, una seconda molecola di perossido di idrogeno agisce come agente riducente, rigenerando l’enzima e producendo acqua e ossigeno molecolare.
Alcune catalasi contengono il cofattore NADPH, che previene la formazione di composti inattivi, contribuendo così all’efficacia dell’enzima nel contrastare l’azione degli agenti ossidanti.
Questo meccanismo consente alla catalasi di svolgere un ruolo cruciale nel mantenere l’equilibrio redox all’interno delle cellule e proteggerle dai danni ossidativi.