카탈라제검사 (Catalase Test)
쉽게 풀면
상처에 과산화수소수(옥시풀)를 발랐을 때 뽀글뽀글 거품이 나는 것을 본 적이 있을 겁니다. 이 거품은 조직 속 카탈라제 효소가 과산화수소를 물과 산소로 분해하며 생기는 것인데, 세균도 종류에 따라 이 효소를 가진 것과 없는 것으로 나뉩니다. 배양된 균 집락에 과산화수소를 한 방울 떨어뜨려 거품이 생기는지 보는 것이 이 검사입니다.
왜 중요한가
포도알균과 연쇄구균처럼 임상에서 흔히 문제가 되는 그람양성구균을 신속히 일차 감별하는 데 사용되는 기본적인 생화학검사입니다. 균 동정 장비(MALDI-TOF MS)가 없는 소규모 검사실에서도 시약 한 방울만으로 몇 초 안에 큰 갈래를 나눌 수 있어, 전 세계 임상미생물검사실에서 가장 오래되고 널리 쓰이는 예비 감별검사 중 하나입니다.
어떤 절차인가
카탈라제검사는 배양한 집락에 과산화수소를 접촉시켜 산소 기포가 생기는지 보는 정성 검사입니다. 기포나 거품이 생기면 카탈라제 양성, 없으면 음성으로 읽습니다. 미생물학에서 세균을 동정하는 데 쓰는 주요 검사 세 가지 중 하나로 소개됩니다.
- 방식: 슬라이드 위 과산화수소 방울에 집락을 묻히는 방식이 일반적이고, 모세관을 이용한 방법도 있습니다. 1973년 Fung과 Petrishko는 순수·혼합 배양 집락에서 카탈라제 활성을 확인하는 모세관법을 제안했고, 이 방식으로는 약 10⁵ cells/mL 이상의 양성 세균을 검출할 수 있다고 소개됩니다.
- 방법의 표준화: 1972년 Taylor와 Achanzar는 방법이 매우 다양하고, 과산화수소 농도에 보편적으로 받아들여지는 기준이 없으며, 반응의 세기와 속도를 구분하는 기준도 없다고 지적했습니다. 그들은 간단하고 빠르며 정확한 방법을 개발했다고 보고하고, 3% H₂O₂로 균에 따른 반응 세기를 관찰했습니다.
언제 쓰고 무엇을 얻나
- 얻는 것: 양성/음성이라는 큰 갈래입니다. 예를 들어 포도알균속은 카탈라제 양성이고 연쇄알균속·장알균속은 음성이어서, 이 검사로 포도알균을 연쇄알균·장알균과 구분하는 첫 갈림길을 만듭니다.
- 반응 세기도 정보: Taylor와 Achanzar는 장내세균과(Enterobacteriaceae) 균에서 3% H₂O₂로 반응 세기를 관찰했습니다. Serratia, Proteus, Providencia는 강하게 반응했고, 중간 정도로 반응한 것은 Salmonella와 드물게 나온 일부 Escherichia·Enterobacter·Klebsiella 분리주뿐이었습니다. Escherichia와 Shigella는 대부분 반응하지 않았고, Enterobacter는 대개 약하게 반응했으며, Klebsiella는 무반응과 약한 반응이 반반이었습니다. 같은 과 안에서도 반응 세기가 균 속에 따라 다르다는 뜻입니다.
- 이 검사만으로 균종을 확정하지 못함: 다른 검사와 조합해 동정을 좁힙니다(코아굴라제검사, 옥시다제검사 등).
- 예외: 카탈라제 음성인 황색포도알균이 드물게 보고됩니다. 2016년 칠레의 한 보고는 소아 환자의 혈액과 활막 조직 검체에서 분리된 카탈라제 음성 황색포도알균 균주에서 katA 유전자의 새로운 넌센스 돌연변이로 효소가 짧게 잘렸음을 확인했습니다.
논문에는 이렇게 적는다
- 사용한 과산화수소 농도와 시험 방식(슬라이드, 모세관, 시험관)
- 검체의 상태: 배양 배지와 배양 시간, 순수 집락 여부
- 판정 기준: 기포 유무만 보았는지, 반응 세기를 구분했는지
- 양성·음성 대조 균주를 함께 시험했는지
- 결과를 어떤 후속 검사와 묶어 균종 결론에 이르렀는지
예시 문장: “순수 배양 집락에서 3% 과산화수소를 이용한 슬라이드법으로 카탈라제를 시험한 결과 즉시 기포가 생겨 양성으로 판정하였고, 이후 코아굴라제검사로 균종을 좁혔다.” (설명을 위한 예문입니다.)
논문에서는 이렇게 쓰입니다
실제 논문에서
이 용어를 직접 쓴 국내 논문 문장을 아직 수집하지 못했습니다. 수집되는 대로 출처와 함께 싣겠습니다.
예시 문장
아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.
이 문장은 카탈라제 양성인 포도알균속과 카탈라제 음성인 연쇄알균속을 구별하는 데 이 검사가 활용됨을 보여줍니다.
카탈라제검사 한 번으로 끝나는 것이 아니라, 그 결과를 근거로 다음 단계 감별검사(PYR 검사)로 이어지는 동정 흐름을 보여준 문장이다.
조금 더 깊게 보면
혈액이 섞인 검체나 오래된 배양에서는 위양성 반응이 나타날 수 있어 신선한 순수배양에서 시행하는 것이 결과의 신뢰도를 높입니다. 카탈라제검사는 포도알균속(양성)과 연쇄알균속·장알균속(음성)을 나누는 첫 갈림길이며, 이후 코아굴라제검사나 담즙-에스쿨린검사 같은 후속 검사와 조합해 균종을 점점 좁혀가는 전통적인 생화학적 동정 흐름의 출발점 역할을 합니다. 카탈라제검사는 배양 배지에서 균 집락을 슬라이드에 옮긴 뒤 과산화수소를 떨어뜨리는 슬라이드법이 가장 흔히 쓰이며, 결과는 대개 즉시부터 20~30초 이내에 판정해 시간이 지날수록 신뢰도가 떨어지는 시약 특성을 고려합니다.
주의할 점
혈액한천배지 위 적혈구에도 카탈라제가 있어 배지 성분이 섞이지 않도록 순수 집락에서 검사해야 합니다. 백금 재질이 아닌 니크롬이나 철 성분의 백금이를 쓰면 금속 자체가 과산화수소와 반응해 거짓 양성이 나올 수 있어 도구 선택에도 주의가 필요합니다.
헷갈리기 쉬운 용어
생화학적 동정검사는 이름이 ‘~제’로 끝나 비슷해 보이지만 보는 효소가 다릅니다.
| 용어 | 무엇을 보나 | 대표 쓰임 |
|---|---|---|
| 카탈라제검사 | 과산화수소를 물과 산소로 분해하는 효소 유무(기포) | 포도알균과 연쇄알균·장알균의 1차 구분 |
| 옥시다제검사 | 시토크롬 c 산화효소 유무 | 산화효소 양성 균과 음성 균의 구분 |
| 코아굴라제검사 | 혈장을 응고시키는 효소 유무 | 황색포도알균을 다른 포도알균과 구분하는 후속 검사 |
참고 문헌
- Taylor, W. I., & Achanzar, D. (1972). Catalase test as an aid to the identification of Enterobacteriaceae. Applied Microbiology, 24(1), 58–61.
- Fung, D. Y. C., & Petrishko, D. T. (1973). Capillary tube catalase test. Applied Microbiology, 26(4), 631–632.
- Lagos, J., Alarcón, P., Benadof, D., Ulloa, S., Fasce, R., Tognarelli, J., Aguayo, C., Araya, P., Parra, B., Olivares, B., Hormazábal, J. C., & Fernández, J. (2016). Novel nonsense mutation in the katA gene of a catalase-negative Staphylococcus aureus strain. Brazilian Journal of Microbiology, 47(1), 177–180.
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