Katal
Unitate SI derivată · mărime: activitate catalitică
01 · Definiție
Katalul este cea mai tânără unitate SI: a fost adoptată în 1999, la cincizeci de ani după newton și la aproape un secol după primele încercări de a măsura enzimele. Este totodată singura unitate introdusă nu de fizicieni, ci la cererea clinicienilor.
Un katal este transformarea unui mol de substanță pe secundă. Unitatea nu descrie cantitatea de enzimă, ci viteza cu care lucrează: două probe de aceeași masă pot să difere de câteva ori în activitate dacă una s-a denaturat în parte. Mărimea este uriașă pentru biochimie — valorile reale se află în micro- și nanokatali, iar analizele clinice folosesc katali pe litru. Înainte de katal biochimiștii foloseau «unități» U: micromoli pe minut, iar trecerea la SI a durat două decenii, fiindcă trebuiau rescrise toate intervalele de referință.
Una și aceeași enzimă dă katali diferiți la temperatură, pH și concentrație de substrat diferite. De aceea activitatea se indică întotdeauna cu condițiile de măsurare: 37 °C, pH 7,4, substrat în exces.
02 · Conversie
Introduceți o activitate — fișa o va converti
Unitatea U — un micromol pe minut — rămâne standardul de fapt în cataloagele de reactivi și în articolele științifice. Un U înseamnă 16,67 nanokatali, un număr incomod, și numai asta a frânat trecerea vreme de un sfert de veac.
O activitate fără condiții indicate este un număr fără sens. În biochimia clinică standardul sunt 37 °C și pH fiziologic; la 25 °C aceeași enzimă dă jumătate din katali.
| Unitate | Nume | Valoare | Unde apare |
|---|---|---|---|
| kat | katal, unitate SI | 1·10⁻⁶ | industrie, fermentație |
| mkat | milikatal | 0,001 | preparate de enzime |
| µkat | microkatal | 1 | analize clinice |
| nkat | nanokatal | 1000 | eprubetă, cantități în urme |
| pkat | picokatal | 1 000 000 | limita de sensibilitate |
| µmol/s | micromol pe secundă | 1 | același lucru ca µkat |
| U | unitate de activitate, micromol pe minut | 60 | buletine, reactivi |
| mU | miliunitate | 60 000 | activități slabe |
| kU | kilounitate | 0,06 | ambalarea enzimelor |
| mol/min | mol pe minut | 6·10⁻⁵ | protocoale vechi |
| kat | katal | 1·10⁻⁶ | unitatea de azi |
Unitatea U se menține în laboratoare fiindcă trecerea la katali cere restabilirea intervalelor de referință pentru fiecare enzimă. Șaisprezece nanokatali și ceva este un număr incomod pentru un buletin.
03 · Ordine de mărime
de la o singură moleculă de enzimă la reactorul industrialALT în normă — 0,67 µkat/l
04 · Instrumente de măsură
Cu ce se măsoară katalii
Produsul reacției absoarbe lumina la propria lungime de undă: viteza cu care crește densitatea optică dă direct activitatea.
Nouăzeci și șase de reacții deodată: aparatul înregistrează cinetica în fiecare godeu și calculează activitatea după acumularea produsului.
Calul de povară al laboratorului clinic: sute de probe pe oră, termostatare și ieșire direct în katali pe litru — acolo unde se respectă norma.
Dacă reacția eliberează acid, activitatea se măsoară după titrantul consumat: câtă bază a fost nevoie pentru a ține pH-ul.
05 · Reguli de scriere
kat cu litere mici — și mereu cu condițiile de măsurare
Simbolul se scrie cu trei litere mici: kat, nu Kat și nu KAT. Prefixul stă în față: µkat, nkat. O activitate enzimatică fără temperatură, pH și substrat nu este comparabilă cu alte măsurători, de aceea în protocoale ele se trec lângă număr.
Pe buletine apare «U/l» fără explicație — sunt unități U pe litru, nu katali. Diferența este de 16,67 milioane de ori, iar confuzia în intervalele de referință este periculoasă.
06 · Unități vecine
Katalul este un mol pe secundă, deci se sprijină direct pe mol și pe secundă. Dimensiunea lui coincide cu viteza de reacție din cinetica chimică, iar împărțirea la litru dă concentrația de activitate — ceea ce se tipărește pe o analiză de sânge.
baza SI
mol / s
pe o analiză de sânge
Numărul de rotație k(cat) este activitatea împărțită la numărul de molecule de enzimă: la anhidraza carbonică ajunge la un milion pe secundă. Katalul numără toată proba, numărul de rotație o singură moleculă.
07 · Secțiune istorică
Cu ce se măsurau enzimele înainte de katal
Un micromol de substrat pe minut. Standardul internațional al biochimiei, viu și azi în cataloagele de reactivi.
O unitate proprie pentru ligază: definită prin schimbul de fosfat din ATP. Una dintre zecile de unități «de casă» de care biochimia nu s-a despărțit niciodată pe deplin.
Activitatea se exprima prin fracțiunea de substrat descompusă într-un timp fix. Fiecare laborator avea procedura sa, iar numerele nu erau comparabile nici măcar între institute vecine.
Federația Internațională Farmaceutică stabilea unități proprii pentru enzimele digestive din preparate. Ele figurează și azi pe ambalajele medicamentelor.
Unitatea a fost introdusă pentru medicină — și medicina aproape că nu a preluat-o
Katalul a intrat în SI la cererea directă a Federației Internaționale de Chimie Clinică: medicilor le trebuia un mod de a compara rezultate din laboratoare din țări diferite. Dar trecerea cerea restabilirea intervalelor de referință pentru zeci de enzime, reprogramarea analizoarelor și recalificarea personalului, așa că cele mai multe laboratoare au continuat să tipărească «U/l». Douăzeci și cinci de ani mai târziu katalul rămâne o unitate obligatorie în norme și rară pe buletine: rândul «ALT 40 U/l» apare de o mie de ori mai des decât «ALT 0,67 µkat/l».
Catalog · Sistemul Internațional de Unități
O fișă pentru fiecare mărime
Șapte unități de bază, douăzeci și două derivate cu nume propriu și arhiva sistemelor ieșite din uz. Fiecare are fișa ei: definiție, conversie, aparate, reguli de scriere. În 18 de limbi.