~2026-16784-70: Es ist nicht jedem sofort verständlich, was mit "Es" gemeint ist, daher habe ich das Wort "Wasserstoffperoxid" eingefügt - Wasserstoffperoxid kommt nicht als letztes Wort in der letzten Zeile vor, sondern am Anfang, das letzte Wort ist "Superoxiddismutase", worauf das "es" fälschlicherweise bezogen werden könnte - nicht jeder der in Wiki nachguckt, ist fähig, diesen Zusammenhang zu erkennen..

2026-03-17T14:04:55Z

Es ist nicht jedem sofort verständlich, was mit "Es" gemeint ist, daher habe ich das Wort "Wasserstoffperoxid" eingefügt - Wasserstoffperoxid kommt nicht als letztes Wort in der letzten Zeile vor, sondern am Anfang, das letzte Wort ist "Superoxiddismutase", worauf das "es" fälschlicherweise bezogen werden könnte - nicht jeder der in Wiki nachguckt, ist fähig, diesen Zusammenhang zu erkennen..

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{{Infobox Protein
|Name =
|Bild = Catalase 1DGF.png
|Bild_legende = Bändermodell der menschlichen Katalase nach {{PDB|1DGF}}
|PDB = {{PDB2|1dgb}}, {{PDB2|1f4j}}, {{PDB2|1qqw}}
|Groesse = 526 Aminosäuren
|Kofaktor = Häm b<ref>[[Sonja Herres-Pawlis]], [[Peter Klüfers]]: ''Bioanorganische Chemie'', 1. Auflage 2017, Wiley-VCH, ISBN 3527675493</ref>
|Precursor =
|Struktur = Homotetramer
|Isoformen =
|HGNCid = 1516
|Symbol = CAT
|AltSymbols =
|OMIM = 115500
|UniProt = P04040
|MGIid =
|CAS =
|CASergänzend =
|ATC-Code = 
|DrugBank =
|Wirkstoffklasse =
|TCDB =
|TranspText =
|EC-Nummer = 1.11.1.6
|Kategorie = Oxidoreduktase
|Reaktionsart =
|Substrat = 2 H2O2
|Produkte = O2 + 2 H2O
|Homolog_fam = Katalase
|Homolog_url =
|Taxon = Lebewesen
|Taxon_Ausnahme =
|Orthologe =
}}

'''Katalase''' ([[Gen]]-Name: ''CAT'') ist ein [[Enzym]], das [[Wasserstoffperoxid]] (H2O2) zu [[Sauerstoff]] (O2) und [[Wasser]] (H2O) umsetzt. Wasserstoffperoxid entsteht beim Abbau von [[Hyperoxide]]n durch die [[Superoxiddismutase]]. Wasserstoffperoxid fällt als Nebenprodukt beim [[Katabolismus|Abbau]] von [[Purine]]n und bei der [[Oxidation]] von [[Fettsäuren]] an und kann zur Schädigung von [[Genom]] und [[Protein]]en führen. Katalasen befinden sich daher in fast allen [[aerob]] lebenden Lebewesen, beim Menschen vor allem in den [[Peroxisom]]en der [[Leber]] und [[Nieren]] sowie den [[Erythrozyt]]en. [[Mutation]]en im ''CAT''-Gen können zum erblichen Katalasemangel ([[Akatalasie]]) führen, der in [[Japan]] gehäuft vorkommt.<ref>{{OMIM|115500}}.</ref>

== Systematik ==
Anhand von [[Aminosäuresequenz|Sequenz]] und [[Proteinstruktur|Struktur]] werden Katalasen in drei Klassen eingeteilt.<ref name="P. Chelikani">Prashen Chelikani et al.: ''Diversity of structures and properties among catalases.'' In: ''CMLS, Cellular and Molecular Life Sciences'', 61, 2004, S. 192–208; [[doi:10.1007/s00018-003-3206-5]] (englisch)</ref>
* monofunktionale [[Häm]]-enthaltende Enzyme
* bifunktionale Häm-enthaltende Katalase-[[Peroxidase]]n
* manganhaltige Enzyme (ohne Häm-Gruppe)

Die humane Katalase ({{PDB|1DGF}}) besteht aus vier identischen Untereinheiten von jeweils 60 [[Dalton (Einheit)|kDa]]. Davon enthält jede eine Häm-Gruppe und eine [[Nicotinamidadenindinukleotidphosphat|NADPH]]-Bindestelle.<ref name="C. D. Putnam">C. D. Putnam et al.: Artikel. In: ''[[Journal of Molecular Biology]]'', 296, 2000, S. 295–309; [[doi:10.1006/jmbi.1999.3458]] (englisch)</ref>

== Katalysierte Reaktion ==
Die Reaktion erfolgt in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird Wasserstoffperoxid [[Reduktion (Chemie)|reduziert]] und das Enzym [[Oxidation|oxidiert]], das Produkt Wasser entsteht.

: <math>\mathrm{H_2O_2 + Katalase (red.) \longrightarrow H_2O + Katalase (ox.)}</math>

Im zweiten Schritt werden sowohl [[Wasserstoffperoxid]] als auch das Enzym reduziert und Sauerstoff oxidiert und damit als Produkt neben einem weiteren Wassermolekül freigesetzt.

:<math>\mathrm{H_2O_2 + Katalase (ox.) \longrightarrow H_2O + \textstyle\ O_2 + Katalase (red.)}</math>

Die Summengleichung lautet:

:<math>\mathrm{2\ H_2O_2 \longrightarrow \textstyle\ O_2 + 2\ H_2O}</math>

Sowohl [[Wechselzahl]] als auch [[katalytische Effizienz]] des Enzyms gehören zu den höchsten je bei Enzymen gefundenen Werten ([[Wechselzahl|Tabelle]]).<ref>Angabe zur [[Art (Biologie)|Art]] oder Einzelnachweis fehlt.</ref>

Bei niedrigen Wasserstoffperoxidkonzentrationen kann durch die oxidierte Katalase [[Methanol]] und [[Ethanol]] über den [[Aldehyd]] zur [[Säure]] oxidiert werden.

== Verwendung im Labor ==
In der Mikrobiologie wird der Katalasetest zur Bakteriendifferenzierung eingesetzt. Klinisch bedeutsam ist besonders die Differenzierung von katalasepositiven Staphylokokken von katalasenegativen Streptokokken.
Hierbei wird ein Tropfen 3-prozentige Wasserstoffperoxidlösung als Katalase-Reagenz auf einen Objektträger gegeben und eine Öse Bakterienmaterial kurz hineingehalten. (positive Reaktion: direktes Sprudeln, Blasenbildung; negative Reaktion: kein oder verzögert einsetzendes Sprudeln)
Alternativ kann verdünntes Wasserstoffperoxid direkt auf eine Bakterienkolonie auf eine Agarplatte aufgetropft werden.

Die meisten aeroben und fakultativ anaeroben Bakterien wie auch Pilze haben das Enzym Katalase, um das für die Zellen bei unkontrollierter Spaltung giftige H2O2 kontrolliert zu spalten.

Experimentell wird Wasserstoffperoxid in der Biologie zur Herbeiführung des programmierten Zelltodes von isolierten eukaryotischen Zellen genutzt.

== Verwendung ==
Zur Neutralisierung von [[Wasserstoffperoxid]] bei 2-Komponenten-Kontaktlinsenreinigern.<ref>{{Literatur |Autor=Oliver Auferkamp |Titel=Untersuchung des Reaktionsmechanismus von Rinderleberkatalase |Ort=Duisburg / Essen |Datum=2007 |Seiten=18 |Kommentar=Dissertation, Universität Duisburg-Essen |URN=nbn:de:hbz:465-20080305-090734-6}}</ref>

== Weblinks ==
* Jennifer McDowall/Interpro: [http://www.ebi.ac.uk/interpro/potm/2004_9/Page1.htm Protein Of The Month: ''Catalase.''] (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Oxidoreduktase]]

Katalase - Versionsgeschichte