6-1-2017 Last update

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カタラーゼ catalase とは，過酸化水素 H₂O₂ を分解する 以下の反応を触媒する酵素である。

2 H₂O₂  → 2 H₂O + O₂  

この反応は，1 種類の分子から異なる 2 種の分子が生じる 不均化反応 である。

> ヒトのカタラーゼ遺伝子は，Wilms tumor という若年性腎臓ガンのマーカーとしてクローニングされた（4）。

: 11 番染色体上にあり，サザンブロットでバンドが 1 本であることから single copy gene と考えられる。

> ペルオキシソームで脂肪酸を酸化すると過酸化水素が発生する。カタラーゼはこれを除去する役目がある（5）。

: 詳細は ペルオキシソームでの脂肪酸酸化 のページへ。

マウスでは，カタラーゼを過剰発現させると寿命が長くなるという報告がある一方，効果なしとする報告もある。文献 1 は寿命延長を報告しているが，過剰発現しているのはミトコンドリアであり，本来のカタラーゼの局在とは異なる。おそらく，カタラーゼ過剰発現の効果は，オルガネラや臓器に非常に specific なものであると考えられる。

> ミトコンドリアで過剰発現すると，酸化ダメージが減って寿命が 21% 長くなった（1）。

> ペルオキシソームで過剰発現しても，わずかに寿命が長くなる（1）。

> ミトコンドリアで Mn SOD と catalase を発現させても，寿命は延びないとする報告（5）。

: Catalase は，活性と寿命にむしろ負の相関があった。

: Mn SOD の過剰発現（2 コピー）は寿命に影響しなかった。

> C. elegansでは，活性は一生の間に山形の変化を示し，3週間目に低下した（2）。30-80 unit/mg protein。

> 寿命の長い age-1 mutant では，老齢期の活性低下がみられない傾向にあった（2）。

> カタラーゼの過剰発現は，孵化異常をもたらした。過酸化水素が孵化に必要と思われる（6）。

: SOD-1 を過剰発現すると，この孵化異常は解消された。過酸化水素が供給されるようになったのか？

: だとすると，SOD とカタラーゼのバランスは非常に重要である。

: カタラーゼの過剰発現は，単独でも SOD と一緒の場合でも寿命に影響しなかった。

> 初代培養した astrocyte で，過酸化水素やパラコート処理で Mn SOD, catalase mRNA が増える（3）。

: Mn SOD は酸化ストレスでプロモーター活性も増大するので，転写量が増えていると考えられる。

: Catalase は酸化ストレスでプロモーター活性が低下，mRNA の安定性が上がっていると思われる。