Katalaz testi, mikroorganizmalarda katalaz enziminin varlığını tespit etmek için kullanılan önemli bir biyokimyasal araçtır. Katalaz, hidrojen peroksitin (H₂O₂) su ve oksijene ayrışmasını katalize ederek hücreleri H₂O₂ birikiminin neden olduğu oksidatif hasardan korur. Çoğu aerobik ve fakültatif anaerobik organizma katalaz üretir, bu nedenle bu test katalaz-pozitif ve katalaz-negatif organizmaları ayırt etmede özellikle yararlıdır.
Prosedür ve Yorumlama:
- Test Yöntemi**: Bir cam lam (lam yöntemi) veya bir test tüpü (tüp yöntemi) üzerindeki bir bakteri kolonisine veya süspansiyonuna bir damla %3 hidrojen peroksit eklenir. Bakteri katalaz üretiyorsa, oksijen salınımı nedeniyle hemen kabarcıklar (efervesans) ortaya çıkacaktır.
- Katalaz-Pozitif Organizmalar**: Bunlar arasında *Staphylococcus* türleri, Micrococcus türleri, Listeria monocytogenes, Enterobacteriaceae üyeleri (Escherichia coli, Klebsiella gibi) ve Pseudomonas bulunur. Bacillus* gibi anaerobik bakterilerde, daha doğru sonuçlar için %15 H₂O₂ çözeltisi kullanılır.
- Katalaz-Negatif Organizmalar: Bunlar arasında Streptococcus türleri, Enterococcus türleri ve Clostridium belirli suşları bulunmaktadır.
Özel Hususlar:
- Önlemler: Kanlı agardan koloni almamak önemlidir çünkü kırmızı kan hücreleri katalaz içerir ve bu da yanlış pozitif sonuçlara neden olabilir. Ayrıca, metal döngüler kullanmak da metal ve H₂O₂arasındaki reaksiyonlar nedeniyle yanlış pozitif sonuçlara neden olabilir.
- Hidrojen Peroksit Konsantrasyonundaki Varyasyonlar: Standart test aerobik bakteriler için %3 H₂O₂ kullanır, ancak anaerobik bakteriler için Bacillus ve Clostridium gibi türleri ayırt etmek için %15’lik bir çözelti tercih edilir. Neisseria* türlerini test etmek için %30 H₂O₂ çözeltisi kullanılır, ancak bu konsantrasyon tehlikelidir ve dikkatli kullanılmalıdır.
Bu test, özellikle Stafilokokları (katalaz-pozitif) Streptokoklardan (katalaz-negatif) ayırt etmek için bakteri türlerini tanımlamada önemli bir ilk adımdır. Ayrıca belirli gram-pozitif ve gram-negatif bakterilerin yanı sıra aerobik ve anaerobik türlerin ayırt edilmesinde de rol oynar.
Keşif
İşte katalaz testinin geliştirilmesindeki bazı tarihi dönüm noktaları ve bunların önemini gösteren kısa hikayeler:
- Katalazın Erken Keşfi (1818): Katalazın keşfi, Fransız kimyager Louis Jacques Thénard’ın 1818 yılında hidrojen peroksiti keşfettiği 19. yüzyılın başlarına kadar uzanmaktadır. Ayrıca, daha sonra katalaz enzimine atfedilen bir reaksiyon olan su ve oksijene ayrışmasını da kaydetti. Bu keşif, canlı organizmaların kendilerini oksidatif hasardan nasıl koruduklarını anlamak için zemin hazırladı.
- Katalazın İlk İzolasyonu (1900’ler): Katalaz ilk olarak 1900 yılında Oscar Loew tarafından izole edilmiş ve bu enzimin hidrojen peroksidi hızla su ve oksijene ayrıştırabildiği gözlemlenmiştir. Bu, katalazın özellikle aerobik organizmalarda hücreleri zararlı peroksitlerden korumadaki biyolojik rolünün tanınmasında çok önemliydi.
- Katalaz Testinin Teşhis Amaçlı Kullanımı (1940’lar): Katalaz testi, İkinci Dünya Savaşı’ndan sonra klinik mikrobiyolojide yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Bu dönemde katalaz testi, insan enfeksiyonlarında önemli olan iki Gram-pozitif kok türü olan stafilokoklar ve streptokoklar arasında ayrım yapmak için bir yöntem olarak standardize edilmiştir. Test, klinik ortamlarda bu patojenlerin hızlı ve etkili bir şekilde tanımlanmasını sağlayarak çok değerli olduğunu kanıtlamıştır.
- Tüberküloz Araştırmalarındaki Rolü (1960’lar): 1960’larda katalaz testi, tüberkülozdan sorumlu bakteri olan Mycobacterium tuberculosis‘in tanımlanmasında kullanılmak üzere uyarlanmıştır. Modifiye edilmiş bir katalaz testi (ısıya dayanıklı katalaz kullanılarak) farklı Mycobacterium türlerinin ayırt edilmesine yardımcı olarak TB’nin daha doğru teşhis ve tedavisine katkıda bulunmuştur.
- Modern İyileştirmeler ve Uygulamalar: Günümüzde katalaz testi klinik mikrobiyoloji laboratuvarlarında temel bir prosedür olmaya devam etmektedir. Moleküler biyolojideki gelişmeler, bakteriyel virülans, oksidatif stres yanıtı ve hatta enzimin kanser araştırmalarındaki rolü üzerine yapılan çalışmalarda katalaz aktivitesinin araştırılmasıyla uygulama alanını genişletmiştir.
İleri Okuma
- Mandell, G. L. (1975). Catalase, superoxide dismutase, and virulence of Staphylococcus aureus. Journal of Clinical Investigation, 55(3), 561-566. https://doi.org/10.1172/JCI107963
- Reiner, K. (2010). Catalase Test Protocol. American Society for Microbiology. https://asm.org/getattachment/72a871fc-ba92-4128-a194-6f1bab5c3ab7/Catalase-Test-Protocol.pdf
- Procop, G. W., & Koneman, E. W. (2016). Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology (7th ed.). Lippincott Williams & Wilkins.
- Acharya, T. (2016). Catalase Test- Principle, Uses, Procedure, Result Interpretation with Precautions. Microbiology Info. https://microbiologyinfo.com/catalase-test-principle-uses-procedure-result-interpretation-with-precautions/
- Tille, P. (2017). Bailey & Scott’s Diagnostic Microbiology (14th ed.). Mosby.
