카탈레이스(catalase)는 효소의 일종으로, 주로 세포 내에서 과산화수소(H₂O₂)를 물(H₂O)과 산소(O₂)로 분해하는 역할을 한다. 카탈레이스는 여러 생물체, 특히 식물과 동물의 세포 내에서 발견되며, 특히 간세포와 같은 고활성 세포에서 농도가 높다.

이 효소는 생물체의 대사 과정에서 생성되는 과산화수소와 같은 독성 물질을 제거하는 중요한 기능을 수행한다. 과산화수소는 대사 중의 부산물로 생성되며, 세포에 손상을 줄 수 있는 활성 산소종(ROS)으로 분류된다. 카탈레이스는 이러한 과산화수소를 신속하게 분해하여 세포의 생명 유지와 손상을 방지하는 데 기여한다.

카탈레이스의 작용 메커니즘은 매우 효율적이다. 효소의 활성부위에서 과산화수소가 결합하면, 효소가 이를 직접 분해하여 물과 산소로 환원시킨다. 이 과정은 빠르게 진행되며, 카탈레이스 분자 하나가 수천 개의 과산화수소 분자를 처리할 수 있는 능력을 가진다.

카탈레이스의 존재는 여러 생물학적 및 의학적 연구에서 중요한 역할을 하며, 수송 및 항산화 효소와 함께 세포의 산화적 스트레스를 조절하는 데 기여한다. 카탈레이스의 결핍은 특정 유전병과 관련이 있으며, 과산화수소의 축적은 세포 손상 및 여러 질병의 발병 원인이 될 수 있다.