کاربردهای تست کاتالاز و پروتکل انجام آزمایش

تست کاتالاز(catalase test) کلید تشخیصی مهمی برای شناسایی و افتراق باکتری ها می باشد برای مثال: می توان استرپتوکوک (کاتالاز منفی) را از استافیلوکوک و میکروکوک (کاتالاز مثبت) افتراق داد. برای افتراق کلستریدیوم ها (کاتالاز منفی) از باسیلوس ها (کاتالاز مثبت) و لیستریا مونوسیتوژنز(کاتالاز مثبت) از استرپتوکوک های بتا همولیتیک (کاتالاز منفی) بکار می رود. تعدادی از باکتری ها، فلاوپروتئین هایی دارند که قادر است اکسیژن (O2) را احیا کرده و پراکسید هیدروژن (H2O2) یا سوپراکسید ( -O2) تولید کند. محصولات یاد شده بسیار سمی بوده و باعث تخریب ساختمان سلولی می شود بنابراین باکتری باید قادر باشد که در مقابل محصولات سمی اکسیژن از خود محافظت نماید، در غیر این صورت محکوم به مرگ خواهد بود.

بسیاری از باکتری ها آنزیم هایی دارند که آنها را در مقابل محصولات سمی اکسیژن محافظت می نماید. باکتری های هوازی اجباری و هوازی بی هوازی اختیاری معمولا دارای آنزیم سوپراکسید دیسموتاز می باشند، این آنزیم، سوپراکسید را تجزیه و پراکسید هیدروژن تولید می کند، در مرحله بعدی پراکسید هیدروژن توسط آنزیم کاتالاز یا پراکسیداز مطابق واکنش های زیر تجزیه می شود؛

2 O2- + 2H+  Superoxide dismutase  O2 – H2O2

2H2O2  Catalase or Peroxidase  2H2O + O2

کاتالاز ماده‌ای است که از چهار زنجیره‌ی پلی پپتیدی تشکیل شده که هر کدام دارای بیش از ۵۰۰ آمینو اسید است. این شامل چهار پورفیرین است که اجازهٔ واکنش با آب اکسیژنه را می‌دهد. حالت مطلوب برای PH کاتالاز انسان تقریباً هفت است. حالت مطلوب برای بقیهٔ کاتالازها بین چهار تا یازده است که به نوع ان‌ها بستگی دارد.

آنزیم کاتالاز از دیوارهٔ سلولی ترشح می‌شود و در بدن انسان در دمای ۳۷ درجه فعالیت می‌کند، دمایی که تقریباً با دمای بدن یکسان است.

باکتری های بی هوازی فاقد آنزیم های فوق بوده و بنابراین قادر به تحمل اکسیژن نیستند.حضور آنزیم کاتالاز را می توان با افزودن چند قطره پراکسید هیدروژن بر سطح کلنی باکتری در محیط Trypticase Soy Agar شناسایی کرد اگر باکتری آنزیم کاتالاز داشته باشد طبق واکنش های اشاره گاز اکسیژن تولید می شود و حباب های گاز اکسیژن بر سطح کلنی بیانگر مثبت شدن تست کاتالاز است و عدم تولید گاز نشان دهنده منفی شدن این تست می باشد.

تست کاتالاز را می توان بر روی لام شیشه ای نیز انجام داد.

• پروتکل/روش انجام آزمایش کاتالاز | catalase protocol

1. سوبسترای مورد استفاده در این آزمون پراکسید هیدروژن 3 درصد می باشد.

2. با یک اپلیکاتور چوبی مقداری از نمونه میکروبی را از مرکز یک کلنی به سطح لام شیشه ای منتقل کنید

3. چند قطره پراکسید هیدروژن 3 درصد بر روی آن اضافه کرده و مخلوط کنید

4. واکنش مثبت کاتالاز با تولید حباب های گاز اکسیژن در سطح لام مشخص می شود.

برای یادگیری تست کاتالاز و سایر تکنیک های مورد نیاز برای آزمایشگاه میکروبیولوژی

از طریق لینک دوره های آموزشی تخصصی آزمایشگاه می توانید اقدام نمایید.

• نکات مهم آزمایش کاتالاز

1. توجه داشته باشید که اگر از محیط آگار خونی برای تست کاتالاز استفاده می کنید، در برداشت کلنی بسیار دقت شود، زیرا سلولهای خونی (گلبول های قرمز) موجود در این محیط آنزیم کاتالاز دارند که می تواند در نتیجه آزمایش تداخل ایجاد نموده و نتیجه مثبت کاذب ایجاد نماید. بنابراین باید از قله کلنی بدون تماس با محیط نمونه برداری صورت گیرد.

2. محلول پراکسید هیدروژن ناپایدار است، بنابراین همیشه از محلول تازه جهت آزمایش استفاده کنید.

3. بهتر است از یک اپلیکاتور چوبی برای برداشت کلنی استفاده شود. استفاده از لوپ آهنی واکنش مثبت کاذب ایجاد می کند.

4. از آنجایی که بعضی از باکتری ها دارای آنزیم هایی غیر از کاتالاز هستند که موجب تجزیه پراکسید هیدروژن می شود، ایجاد حباب های ریز به تعداد کم، بعد از 20 تا 30 ثانیه به معنی واکنش مثبت نمی باشد.