カタラーゼとは?
かたらーぜ
カタラーゼとは、生体内で生じる有害な過酸化水素を水と酸素に分解する酵素で、ほぼすべての好気性生物の細胞に存在します。
カタラーゼ(catalase)は、過酸化水素(H₂O₂)を水(H₂O)と酸素(O₂)に分解する反応を触媒する酵素です。化学式で表すと「2H₂O₂ → 2H₂O + O₂」となり、この反応は非常に速く進みます。カタラーゼは1分子あたり1秒間に数百万個もの過酸化水素分子を分解できるとされており、酵素の中でも最高レベルの触媒効率を誇ります。
過酸化水素は細胞の代謝過程(特にミトコンドリアや脂肪酸のβ酸化)で副産物として生じます。過酸化水素はそのままでは細胞にとって毒性が高く、DNAやタンパク質を損傷させる活性酸素種(ROS)のひとつです。カタラーゼはこれをすみやかに無害化することで、細胞を酸化ストレスから守る役割を担っています。
カタラーゼはヘムを補欠分子族として持つタンパク質で、その構造は4つのサブユニットからなる四量体です。細胞内では主にペルオキシソームという細胞小器官に集中して存在しています。
身近な実験として、生の肝臓やジャガイモに過酸化水素水を加えると泡立つ(酸素が発生する)現象が観察でき、カタラーゼの活性を確認できます。医学的には、カタラーゼの先天的欠損症(無カタラーゼ血症)が知られており、口腔内での感染症リスクが高まることが報告されています。
使い方・例文
理科の実験で「レバーに過酸化水素水をかけると泡が出る」現象を観察するとき、その泡を発生させているのがカタラーゼの働きです。
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