Hedi Suter

Activity and stability of catalase in blood and tissues of normal and acatalasemic mice

Catalase activity in blood, liver, and kidney of a mutant strain Csb has been found to be decreased as compared to the level in normal mice. However, the extent of the reduction largely depends on the conditions used for activity determination, in particular, temperature and duration of the incubation period. In liver, this effect is most pronounced, the observed activity in mutants varying between 21 and 85% of the normal level. This dependence on the assay conditions is mainly due to the unusual heat lability of the variant enzyme, which undergoes rapid inactivation when incubated at 37 C.

Blood catalase polymorphism. Some immunological aspects.

The immunological properties of the erythrocyte catalase of mice—normal (wild type) strain, one lacking catalase (acatalasemic), and four with only slight catalase activity (hypocatalasemic strains)—have been investigated. Agardiffusion tests and antigen titration of red-cell lysates against rabbit antiserum to catalase from normal mouse blood showed that immunologically identical catalase protein was present in large amounts in the acatalasemic as well as in the hypocatalasemic mutant strains. Despite lack of catalatic activity, the erythrocytes lacking catalase as well as those with only a little catalase contain catalase protein that has been modified at the site of enzyme activity, although the antigenic determinants are identical with those of normal catalase protein. This mutation is purely structural, being characterized by modification of the enzyme active site but not of the antigenic site.

Fractionation of erythrocyte catalase from normal, hypocatalatic and acatalatic humans

Abstract1.By column chromatography on DEAE-cellulose calcium phosphate mixed gel red cell catalase can be separated in two fractions, 0.15 M saline and 0.15 M secondary phosphate being used as eluants.2.The fractions obtained from blood of normal subjects and of homozygous acatalasia cases differ in electrophoretic mobility and in heat stability. Of the fractions isolated from blood of heterozygous cases, one resembles electrophoretically the normal and the other the acatalatic enzyme.3.The observation that the enzyme fractions isolated from acatalatic blood are less stable and are mainly localized in reticulocytes, suggests, that in acatalasia a labile enzyme variant is synthesized. Therefore, acatalasia may be considered as an enzyme defect due to a structural gene mutation.Zusammenfassung1.Unter Verwendung eines Gemisches von DEAE-Cellulose-Calciumphosphat-Gel, läßt sich Erythrocytenkatalase in zwei Fraktionen trennen, wobei sich eine durch 0.15 M NaCl, die andere durch 0,15 M sekundäres Phosphat eluieren läßt.2.Die aus Blut normaler Versuchspersonen und homozygoter Akatalasiefälle dargestellten Fraktionen unterscheiden sich hinsichtlich elektrophoretischer Beweglichkeit und Hitzestabilität. Von den beiden aus Blut heterozygoter Defektträger isolierten Fraktionen verhält sich die eine wie die Fraktionen aus normalem Blut, die andere wie diejenigen aus Akatalasieblut.3.Der Befund, daß das aus Akatalasieblut isolierte Enzym relativ unbeständig ist und dieses vor allem in den Reticulocyten vorkommt, berechtigt zur Annahme einer labilen Enzymvariante. Es scheint sich demnach bei den hier untersuchten Fällen von Akatalasie um die Mutation eines Strukturgens zu handeln.

Cellular distribution of catalase activity in red cells of homozygous and heterozygous cases of acatalasia

Es wird ein Verfahren beschrieben, welches im Blutausstrich katalasehaltige und katalasefreie Erythrocyten zu unterscheiden erlaubt. Dieses beruht auf der sehr ungleichen Methämoglobinbildung bei Inkubierung der Zellen mit Glucose und Glucoseoxidase. Es wird nachgewiesen, dass im Blut homozygoter Defektträger 0,5-1% aller Erythrocyten einen anscheinend normalen Katalasegehalt aufweisen. Im Blut heterozygoter Defektträger konnten keine Anhaltspunkte für das Bestehen zweier Zellpopulationen von verschiedener Katalaseaktivität gefunden werden.

Methaemoglobinbildung durch Röntgenstrahlen in normalen und katalasefreien Erythrocyten des Menschen

Methaemoglobin-formation in irradiated human red cells largely depends on catalase activity in either phase of the system. The formation rate is low in normal, but high in acatalatic cells. The latter rate can be lowered to normal by adding 0.1 γ/ml catalase to the suspending medium.

Heterogeneity of catalase in blood of heterozygous gases of acatalasia

Mittels Chromatographie auf Calciumphosphat-DEAE-Cellulose lassen sich aus Hämolysat von Menschenerythrocyten zwei Fraktionen gereinigter Katalase darstellen. Im Gegensatz zu den Fraktionen aus normalen und homozygot akatalatischen Zellen zeigen die aus Blut heterozygoter Defektträger isolierten Katalasefraktionen ein elektrophoretisch verschiedenes Verhalten. Die Beweglichkeit der rascher wandernden Fraktion entspricht jener des normalen Enzyms, während die langsamer wandernde Fraktion sich gleich verhält wie das aus Akatalasieerythrocyten isolierte Enzym. Daraus folgt, dass zwischen Katalase in normalen und Akatalasiezellen trotz nachgewiesener Antigenidentität gewisse Strukturunterschiede zu bestehen scheinen.

Pseudomosaicism in acatalasemic red cells visualized by fluorescent antibody technique

Im Blutausstrich lassen sich Erythrozyten von normalem und solche von stark vermindertem Katalasegehalt durch Verwendung von fluoreszierender Antikatalase unterscheiden. Mit dieser Methode konnte der früher erhobene Befund, wonach bei homozygoten Trägern des Enzymdefektes Akatalasie ein Pseudomosaizismus besteht, bestätigt werden. Bei der Untersuchung von Erythrozytenfraktionen verschiedener Dichte besteht eine Korrelation zwischen der Anzahl Retikulozyten und fluoreszierender Zellen. Dieser Befund passt zur Annahme, dass es sich bei der Katalaserestaktivität im Blut homozygoter Defektträger um eine instabile, jedoch antigenidentische Enzymvariante handelt.