Katal
Avledet SI-enhet · størrelse: katalytisk aktivitet
01 · Definisjon
Katalet er den yngste SI-enheten: det ble vedtatt i 1999, femti år etter newton og nesten et århundre etter de første forsøkene på å måle enzymer. Det er dessuten den eneste enheten som ikke er innført av fysikere, men etter anmodning fra klinikere.
Ett katal er omdanningen av ett mol stoff per sekund. Enheten beskriver ikke mengden enzym, men hastigheten det arbeider med: to prøver med samme masse kan avvike flere ganger i aktivitet dersom den ene delvis er denaturert. Størrelsen er enorm for biokjemien — virkelige verdier ligger i mikro- og nanokatal, og kliniske analyser bruker katal per liter. Før katalet brukte biokjemikere «enheter» U: mikromol per minutt, og overgangen til SI tok to tiår, fordi alle referanseintervaller måtte skrives om.
Ett og samme enzym gir ulike katal ved ulik temperatur, pH og substratkonsentrasjon. Derfor oppgis aktiviteten alltid med målebetingelsene: 37 °C, pH 7,4, substrat i overskudd.
02 · Omregning
Skriv inn en aktivitet — bladet regner den om
Enheten U — ett mikromol per minutt — er fortsatt de facto-standarden i reagenskataloger og vitenskapelige artikler. Ett U er 16,67 nanokatal, et ubekvemt tall, og alene det har holdt overgangen tilbake i et kvart århundre.
En aktivitet uten oppgitte betingelser er et meningsløst tall. I klinisk biokjemi er standarden 37 °C og fysiologisk pH; ved 25 °C gir det samme enzymet halvparten så mange katal.
| Enhet | Navn | Verdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|---|
| kat | katal, SI-enheten | 1·10⁻⁶ | industri, fermentering |
| mkat | millikatal | 0,001 | enzympreparater |
| µkat | mikrokatal | 1 | kliniske analyser |
| nkat | nanokatal | 1000 | reagensrør, sporemengder |
| pkat | pikokatal | 1 000 000 | følsomhetsgrensen |
| µmol/s | mikromol per sekund | 1 | det samme som µkat |
| U | aktivitetsenhet, mikromol per minutt | 60 | prøvesvar, reagenser |
| mU | millienhet | 60 000 | svake aktiviteter |
| kU | kiloenhet | 0,06 | pakking av enzymer |
| mol/min | mol per minutt | 6·10⁻⁵ | gamle protokoller |
| kat | katal | 1·10⁻⁶ | dagens enhet |
Enheten U holder seg i laboratoriene fordi et skifte til katal krever at referanseintervallene fastsettes på nytt for hvert enzym. Seksten nanokatal og litt til er et ubekvemt tall på et svar.
03 · Størrelsesordener
fra ett enkelt enzymmolekyl til den industrielle reaktorenALAT innenfor normen — 0,67 µkat/l
04 · Måleinstrumenter
Hva katal måles med
Reaksjonens produkt absorberer lys ved sin egen bølgelengde: hastigheten som den optiske tettheten vokser med, gir aktiviteten direkte.
Nittiseks reaksjoner på én gang: apparatet tar opp kinetikken i hver brønn og beregner aktiviteten ut fra oppsamlingen av produktet.
Arbeidshesten i det kliniske laboratoriet: hundrevis av prøver i timen, termostatering og utskrift direkte i katal per liter — der normen følges.
Frigjør reaksjonen syre, måles aktiviteten på forbrukt titrermiddel: hvor mye lut som gikk med til å holde pH.
05 · Skriveregler
kat med små bokstaver — og alltid med målebetingelsene
Symbolet skrives med tre små bokstaver: kat, ikke Kat og ikke KAT. Prefikset står foran: µkat, nkat. En enzymaktivitet uten temperatur, pH og substrat er ikke sammenlignbar med andre målinger, derfor oppgis de i protokollene ved siden av tallet.
På svar møter man «U/l» uten forklaring — det er enheter U per liter, ikke katal. Forskjellen er en faktor 16,67 millioner, og en forveksling i referanseintervallene er farlig.
06 · Naboenheter
Katalet er ett mol per sekund og hviler dermed direkte på molet og sekundet. Dimensjonen faller sammen med reaksjonshastigheten i kjemisk kinetikk, og deling med literen gir aktivitetskonsentrasjonen — det som står på et blodprøvesvar.
Omsetningstallet k(cat) er aktiviteten delt på antallet enzymmolekyler: hos karboanhydrase når det en million per sekund. Katalet teller hele prøven, omsetningstallet ett enkelt molekyl.
07 · Historisk del
Hva enzymer ble målt med før katalet
Ett mikromol substrat per minutt. Biokjemiens internasjonale standard, levende den dag i dag i reagenskataloger.
En egen enhet for ligase: definert gjennom fosfatutvekslingen i ATP. En av dusinvis av «egne» enheter som biokjemien aldri helt har kvittet seg med.
Aktiviteten ble uttrykt gjennom andelen substrat som ble brutt ned på en fast tid. Hvert laboratorium hadde sin egen forskrift, og tallene var usammenlignbare selv mellom naboinstitutter.
Den internasjonale farmasøytiske føderasjonen fastsatte egne enheter for fordøyelsesenzymer i preparater. De står fortsatt på pakningene til legemidler.
Enheten ble innført for medisinen — og medisinen tok den nesten ikke i bruk
Katalet kom inn i SI etter direkte anmodning fra Den internasjonale føderasjonen for klinisk kjemi: legene trengte en måte å sammenligne resultater fra laboratorier i ulike land på. Men overgangen krevde at referanseintervallene for dusinvis av enzymer ble fastsatt på nytt, at analysatorene ble omprogrammert og personalet omskolert, så de fleste laboratorier fortsatte å trykke «U/l». Tjuefem år senere er katalet fortsatt en enhet som er påbudt i normer og sjelden på svar: linjen «ALAT 40 U/l» forekommer tusen ganger oftere enn «ALAT 0,67 µkat/l».
Katalog · Det internasjonale enhetssystemet
Et datablad for hver størrelse
Sju baseenheter, tjueto avledede med egne navn og arkivet over systemer som er gått ut av bruk. Hver har sitt blad: definisjon, omregning, instrumenter, skriveregler. På 18 språk.