कैटालेज़ पाउडर CAS 9001-05-2

कैटालेज़ पाउडर(CAT), आणविक सूत्र C9H10O3, CAS 9001-05-2, यह एक एंजाइम है जो हाइड्रोजन पेरोक्साइड के ऑक्सीजन और पानी में अपघटन को उत्प्रेरित करता है, और कोशिकाओं के पेरोक्सीडेज सिस्टम के भीतर मौजूद होता है। कैटालेज़ पेरोक्सीसोम का एक मार्कर एंजाइम है, जो कुल पेरोक्सीसोम एंजाइमों का लगभग 40% है। कैटालेज़ सभी ज्ञात जानवरों के विभिन्न ऊतकों में मौजूद है, विशेष रूप से यकृत में उच्च सांद्रता में। कैटालेज़ का उपयोग खाद्य उद्योग में पनीर बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले दूध से हाइड्रोजन पेरोक्साइड को हटाने के लिए किया जाता है। भोजन को ऑक्सीकृत होने से बचाने के लिए कैटालेज़ का उपयोग खाद्य पैकेजिंग में भी किया जाता है। लगभग सभी जीवित जीवों में कैटालेज़ होता है। यह श्वसन जीवों में व्यापक रूप से मौजूद है, मुख्य रूप से क्लोरोप्लास्ट, माइटोकॉन्ड्रिया, पौधों के एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, यकृत और जानवरों की लाल रक्त कोशिकाओं में, और इसकी एंजाइमिक गतिविधि शरीर के लिए एक एंटीऑक्सीडेंट रक्षा तंत्र प्रदान करती है। कैट एक हीम एंजाइम है जिसकी संरचना उसके स्रोत के आधार पर भिन्न होती है। विभिन्न संगठनों में गतिविधि का स्तर भिन्न-भिन्न होता है। लिवर में कैट के उच्च स्तर के कारण, मस्तिष्क या हृदय जैसे अंगों की तुलना में हाइड्रोजन पेरोक्साइड लिवर में तेजी से विघटित होता है।

 

हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H2O2), जिसे हाइड्रोजन पेरोक्साइड भी कहा जाता है, में पानी (H2O) की तुलना में एक ऑक्सीजन परमाणु (0) अधिक होता है। यह ऑक्सीजन परमाणु अत्यंत अस्थिर है और O2 बनाने के लिए हमेशा अन्य अणुओं से एक और ऑक्सीजन परमाणु लेना चाहता है। हम आम तौर पर नसबंदी और कीटाणुशोधन के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग करते हैं क्योंकि बैक्टीरिया H2O2 द्वारा नष्ट हो जाते हैं और मर जाते हैं। कीटाणुशोधन के दौरान झाग ऑक्सीजन उत्पादन का परिणाम है। हालाँकि, हाइड्रोजन पेरोक्साइड अधिकांश कोशिका झिल्लियों में प्रवेश कर सकता है, जिससे यह सुपरऑक्साइड आयन रेडिकल्स (जो कोशिका झिल्लियों में प्रवेश नहीं कर सकता) की तुलना में अधिक साइटोटोक्सिक बन जाता है। कोशिका झिल्ली में प्रवेश करने के बाद, यह कोशिका के अंदर लोहे के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स उत्पन्न कर सकता है।कैटालेज़ पाउडर(सीएटी) एंटीऑक्सीडेंट एंजाइम प्रणाली का एक महत्वपूर्ण सदस्य है, जिसे पेरोक्सीडेज के रूप में भी जाना जाता है, जो द्वितीयक समूह के रूप में लौह पोर्फिरिन के साथ एक बाध्यकारी एंजाइम है।

 

एसओडी एंजाइम हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H2O2) और ऑक्सीजन (O2) का उत्पादन करने के लिए ऑक्सीजन मुक्त कणों को विघटित करता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड शरीर में एक विषाक्त ऑक्सीडेंट बना हुआ है, और कैटालेज़ का कार्य आणविक ऑक्सीजन और पानी में हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को बढ़ावा देना है, इस प्रकार कोशिकाओं को H2O2 की विषाक्तता से बचाता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड पर कार्य करने वाले CAT का तंत्र अनिवार्य रूप से हाइड्रोजन पेरोक्साइड का विघटन है, जिसके लिए प्रतिक्रिया होने के लिए सक्रिय केंद्र में CAT के साथ मिलने और टकराने के लिए दो H2O2 अणुओं की आवश्यकता होती है। H2O2 की सांद्रता जितनी अधिक होगी, अपघटन दर उतनी ही तेज़ होगी। लगभग सभी शारीरिक जीवों में कैटालेज़ होता है।

 

यह श्वसन जीवों में व्यापक रूप से मौजूद है, मुख्य रूप से क्लोरोप्लास्ट, माइटोकॉन्ड्रिया, पौधों के एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, साथ ही जानवरों के यकृत और लाल रक्त कोशिकाओं में। इसकी एंजाइमिक गतिविधि शरीर के लिए एक एंटीऑक्सीडेंट रक्षा तंत्र प्रदान करती है। कैटालेज़ का जैविक कार्य कोशिकाओं में हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को बढ़ावा देना है, ताकि यह अत्यधिक जहरीले हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स का उत्पादन न कर सके, जिससे एंटीऑक्सीडेंट एंजाइम प्रणाली के कार्य की रक्षा हो सके। यह मानव शरीर की वृद्धि, विकास और चयापचय गतिविधियों के लिए भी बहुत महत्वपूर्ण है।

परीक्षण:

जारी रहने के दौरानकैटालेज़ पाउडरपहचान, बुलबुले देखे जा सकते हैं।
कैटालेज़ का पता लगाना जीवाणु प्रजातियों की पहचान करने के लिए सूक्ष्म जीवविज्ञानी द्वारा उपयोग की जाने वाली तीन मुख्य विधियों में से एक है, जिसमें कैटालेज़ की उपस्थिति का पता लगाने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग करना शामिल है। यदि बैक्टीरिया में कैटालेज़ होता है, तो हाइड्रोजन पेरोक्साइड समाधान में थोड़ी मात्रा में बैक्टीरिया अर्क जोड़ने से ऑक्सीजन बुलबुले के गठन का निरीक्षण किया जा सकता है।

 

यदि बुलबुले उत्पन्न होते हैं, तो जीवाणु को "कैटालेज़ पॉजिटिव" माना जाता है। जैसे स्टैफिलोकोकस और माइक्रोकोकस। यदि नहीं, तो जीवाणु को "कैटालेज़ नकारात्मक" माना जाता है। जैसे स्ट्रेप्टोकोकस और एंटरोकोकस। यद्यपि कैटालेज़ का पता लगाना विशिष्ट जीवों की पहचान नहीं कर सकता है, जब अन्य पता लगाने के तरीकों के साथ जोड़ा जाता है, तो यह प्रभावी ढंग से निदान में सहायता कर सकता है।
इसके अलावा, बैक्टीरिया में कैटालेज़ की उपस्थिति कोशिका वृद्धि की स्थिति और उपयोग किए गए संस्कृति माध्यम पर भी निर्भर करती है।

 

वितरण:

कैटालेज़ सभी ज्ञात जानवरों के विभिन्न ऊतकों में मौजूद है, विशेष रूप से यकृत में उच्च सांद्रता में। बॉम्बर बीटल में, कैटालेज़ का एक अनूठा उपयोग होता है। इस बीटल की ग्रंथियों में रसायनों के दो सेट अलग-अलग जमा होते हैं। बड़ी ग्रंथियाँ हाइड्रोक्विनोन और हाइड्रोजन पेरोक्साइड को संग्रहीत करती हैं, जबकि छोटी ग्रंथियाँ कैटालेज़ और हॉर्सरैडिश पेरोक्साइडेज़ को संग्रहीत करती हैं। जब भृंग दो ग्रंथियों के रसायनों को एक साथ मिलाते हैं, तो वे ऑक्सीजन छोड़ते हैं, जो हाइड्रोक्विनोन को ऑक्सीकरण कर सकता है और बूस्टर के रूप में कार्य कर सकता है।

 

कैटालेज़ आमतौर पर पौधों में भी पाया जाता है, लेकिन कवक में नहीं, हालांकि कुछ कवक कम पीएच और गर्म वातावरण में एंजाइम का उत्पादन करते पाए गए हैं।
अधिकांश एरोबिक सूक्ष्मजीवों में कैटालेज़ होता है। अपवाद में स्ट्रेप्टोकोकस, कैटालेज़ के बिना एक एरोबिक जीवाणु शामिल है। कुछ अवायवीय सूक्ष्मजीवों, जैसे मेथनोसारसीना बरकेरी, में कैटालेज़ भी होता है।

फ़ंक्शन अवलोकन

 

हाइड्रोजन पेरोक्साइड चयापचय प्रक्रियाओं के दौरान उत्पन्न अपशिष्ट है जो शरीर को नुकसान पहुंचा सकता है। इस तरह के नुकसान से बचने के लिए, हाइड्रोजन पेरोक्साइड को तेजी से अन्य हानिरहित या कम विषाक्त पदार्थों में परिवर्तित किया जाना चाहिए। और कैटालेज़ का उपयोग अक्सर कोशिकाओं द्वारा हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को उत्प्रेरित करने के लिए एक उपकरण के रूप में किया जाता है।
लेकिन कैटालेज़ का वास्तविक जैविक महत्व इतना सरल नहीं है: शोधकर्ताओं ने पाया है कि कैटालेज़ की कमी वाले आनुवंशिक रूप से इंजीनियर चूहे अभी भी सामान्य फेनोटाइप प्रदर्शित करते हैं, जो दर्शाता है कि कैटेलेज़ केवल कुछ विशिष्ट परिस्थितियों में जानवरों के लिए आवश्यक है।

 

कुछ लोगों में इसका स्तर बहुत कम होता हैकैटालेज़ पाउडरउनके शरीर में, लेकिन वे स्पष्ट रोग संबंधी प्रतिक्रियाएं भी नहीं दिखाते हैं। इसकी संभावना इसलिए है क्योंकि सामान्य स्तनधारी कोशिकाओं में मुख्य हाइड्रोजन पेरोक्साइड स्केवेंजर पेरोक्सीरेडॉक्सिन है, कैटालेज़ नहीं।
कैटालेज़ आमतौर पर पेरॉक्सिसोम्स नामक ऑर्गेनेल में स्थित होता है। पौधों की कोशिकाओं में पेरोक्सीसोम फोटोरेस्पिरेशन (कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग) और सहजीवी नाइट्रोजन निर्धारण (नाइट्रोजन (एन 2) को सक्रिय नाइट्रोजन परमाणुओं में अलग करना) में भाग लेते हैं।
लेकिन जब कोशिकाएं रोगजनकों से संक्रमित होती हैं, तो हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग एक प्रभावी रोगाणुरोधी एजेंट के रूप में किया जा सकता है। कुछ रोगजनक, जैसे माइकोबैक्टीरियम ट्यूबरकुलोसिस, लीजियोनेला न्यूमोफिला, और कैम्पिलोबैक्टर जेजुनी, हाइड्रोजन पेरोक्साइड को कम करने के लिए कैटालेज़ का उत्पादन कर सकते हैं, जिससे वे मेजबान के शरीर में जीवित रह सकते हैं।

ब्लीच प्रभाव:

 

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एंजाइम ब्लीचिंग को बढ़ावा दे सकते हैं, और प्रोटीज बैक्टोसोल एसटी युक्त हाइड्रोजन पेरोक्साइड ब्लीचिंग समाधान में ऊन को ब्लीच करने से ऊन की सफेदी और हाइड्रोफिलिसिटी में काफी सुधार हो सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एंजाइम ऊन के रेशों के तेजी से प्रारंभिक क्षरण को बढ़ावा देते हैं, जिससे ऊन की ब्लीचिंग करना आसान हो जाता है। इस सिद्धांत से शुरू करके, ब्लीचिंग से पहले फाइबर की सतह को उजागर करने के लिए प्रोटीज के साथ ऊन का पूर्व उपचार करना स्पष्ट रूप से अधिक प्रभावी है, और फाइबर क्षति को नियंत्रित करना भी आसान है।

 

स्पर्श करने वाला एंजाइम

कैटालेज़ (सीएटी) एक एंजाइम स्केवेंजर है, जिसे पेरोक्सीडेज के रूप में भी जाना जाता है, जो द्वितीयक समूह के रूप में लौह पोर्फिरिन के साथ एक बाध्यकारी एंजाइम है। यह आणविक ऑक्सीजन और पानी में H2O2 के अपघटन को बढ़ावा दे सकता है, शरीर में हाइड्रोजन पेरोक्साइड को खत्म कर सकता है और इस प्रकार कोशिकाओं को H2O2 की विषाक्तता से बचा सकता है। यह जैविक रक्षा प्रणाली में प्रमुख एंजाइमों में से एक है। वह तंत्र जिसके द्वारा CAT हाइड्रोजन पेरोक्साइड पर कार्य करता है, अनिवार्य रूप से H2O2 का विघटन है, जिसके लिए प्रतिक्रिया होने के लिए सक्रिय केंद्र में CAT के साथ मिलने और टकराने के लिए दो H2O2 अणुओं की आवश्यकता होती है। H2O2 की सांद्रता जितनी अधिक होगी, अपघटन दर उतनी ही तेज़ होगी।

यह एक स्थिर हाइड्रोजन पेरोक्साइड अपघटन एंजाइम है जो फाइबर और रंगों को प्रभावित किए बिना हाइड्रोजन पेरोक्साइड को पानी और ऑक्सीजन में विघटित कर सकता है। इसलिए, ब्लीचिंग के बाद और रंगाई से पहले, ब्लीच किए गए कपड़ों और रंगाई टैंकों पर अवशिष्ट हाइड्रोजन पेरोक्साइड को रंगाई के दौरान फाइबर के आगे ऑक्सीकरण और रंगों के ऑक्सीकरण से बचने के लिए H2O2 अपघटन एंजाइम द्वारा हटा दिया जाता है। साथ ही, यह प्रसंस्करण समय को कम कर सकता है, धोने के लिए पानी की खपत को कम कर सकता है और अपशिष्ट जल की मात्रा को कम कर सकता है। यार्न, ट्यूब यार्न और बुने हुए कपड़ों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त। इसी प्रकार, कैटालेज़ की गतिविधि पीएच और तापमान के साथ बदलती है, उच्चतम गतिविधि पीएच 7 और 30-40 डिग्री के आसपास होती है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड सांद्रता में वृद्धि से अपघटन प्रतिक्रिया दर में तेजी आएगी, लेकिन यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जब सांद्रता एक निश्चित मात्रा से अधिक हो जाती है, तो एंजाइम का प्रभाव कमजोर हो जाएगा, और अत्यधिक अवशिष्ट H2O2 फाइबर और रंगों के लिए हानिकारक है। इसलिए केवल H2O2 अपघटक एंजाइम की उपस्थिति के कारण H2O2 की मात्रा को मनमाने ढंग से नहीं बढ़ाया जा सकता है। उपयोग करते समय, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सर्फेक्टेंट और H2O2 स्टेबलाइजर्स के साथ H2O2 विघटित एंजाइमों की संगतता पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है। वास्तविक उत्पादन अनुप्रयोगों में, पीएच 6-8 है, तापमान 20-55 डिग्री है, एंजाइम की खुराक 5-10 केसीएलयू/लीटर है, और समय 10-20 मिनट है। इस तकनीक को धीरे-धीरे घरेलू स्तर पर पहचाना और स्वीकार किया गया है, और यह प्रतिक्रियाशील रंगों की चमक में सुधार करने के लिए बहुत फायदेमंद है।

हालाँकि कैटालेज़ का पूरा उत्प्रेरक तंत्र अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं जा सका है, लेकिन माना जाता है कि इसकी उत्प्रेरक प्रक्रिया को दो चरणों में विभाजित किया गया है:
H2O2 + Fe(III)-E → H2O + O=Fe(IV){{6}E(.+)
H2O2 + O=Fe(IV)-E(.+) → H2O + Fe(III)-E + O2
उनमें से, "Fe() - E" एंजाइम से बंधे हीम समूह (E) के केंद्रीय लौह परमाणु (Fe) का प्रतिनिधित्व करता है। Fe (IV) {{2} इसलिए, प्रतिक्रिया समीकरण में हीम को एक मुक्त मूलक धनायन (.+) के रूप में भी दर्शाया गया है

हाइड्रोजन पेरोक्साइड सक्रिय स्थल में प्रवेश करता है और एंजाइम की स्थिति 147 (एएसएन147) पर एस्पेरेगिन अवशेषों और स्थिति 74 (हिस74) पर हिस्टिडीन अवशेषों के साथ संपर्क करता है, जिससे एक प्रोटॉन ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच स्थानांतरित हो जाता है। मुक्त ऑक्सीजन परमाणु समन्वय करते हैं और संयोजित होकर पानी के अणु और Fe (IV){5}}O बनाते हैं। Fe (IV) {{7} सक्रिय केंद्र में लौह परमाणु की प्रतिक्रियाशीलता को टायरोसिन अवशेष (Tyr357) की फेनोलिक साइड चेन की स्थिति 357 पर उपस्थिति से बढ़ाया जा सकता है, जो Fe (III) से Fe (मध्यवर्ती प्रतिक्रिया) के ऑक्सीकरण में सहायता करता है। इस प्रतिक्रिया की दर आमतौर पर Mie समीकरण द्वारा निर्धारित की जा सकती है।

कैटालेज़ पाउडरयह अन्य साइटोटॉक्सिक पदार्थों जैसे फॉर्मेल्डिहाइड, फॉर्मिक एसिड, फिनोल और इथेनॉल को भी ऑक्सीकरण कर सकता है। इन ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं को निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के माध्यम से पूरा करने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड के उपयोग की आवश्यकता होती है:
H2O2 + H2R → 2H2O + R
इसी प्रकार, विशिष्ट प्रतिक्रिया तंत्र अभी भी अस्पष्ट है।
कोई भी भारी धातु आयन (जैसे कॉपर सल्फेट में कॉपर आयन) कैटालेज़ के गैर-प्रतिस्पर्धी अवरोधक के रूप में काम कर सकता है। इसके अलावा, अत्यधिक जहरीला साइनाइड कैटालेज़ का एक प्रतिस्पर्धी अवरोधक है, जो एंजाइम में हीम को कसकर बांध सकता है और इसकी उत्प्रेरक प्रतिक्रिया को रोक सकता है।
पेरोक्साइड अवस्था में पेरोक्सीडेज मध्यवर्ती की त्रि-आयामी संरचना को हल कर लिया गया है और इसे प्रोटीन डेटाबेस से प्राप्त किया जा सकता है।

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