Katal
Odvodená jednotka SI · veličina: katalytická aktivita
01 · Definícia
Katal je najmladšia jednotka SI: prijali ju v roku 1999, päťdesiat rokov po newtone a takmer sto rokov po prvých pokusoch merať enzýmy. Je tiež jedinou jednotkou zavedenou nie fyzikmi, ale na žiadosť klinikov.
Jeden katal je premena jedného mólu látky za sekundu. Jednotka neopisuje množstvo enzýmu, ale rýchlosť, akou pracuje: dve vzorky tej istej hmotnosti sa môžu v aktivite líšiť niekoľkonásobne, ak jedna sčasti denaturovala. Veličina je pre biochémiu obrovská — skutočné hodnoty ležia v mikro- a nanokataloch, a v klinických rozboroch sa používajú kataly na liter. Pred katalom používali biochemici «jednotky» U: mikromól za minútu, a prechod na SI trval dve desaťročia, lebo bolo treba prepísať všetky referenčné medze.
Ten istý enzým dáva rôzne kataly pri rôznej teplote, pH a koncentrácii substrátu. Preto sa aktivita vždy uvádza s podmienkami merania: 37 °C, pH 7,4, substrát v nadbytku.
02 · Prevod
Zadajte aktivitu — list ju prepočíta
Jednotka U — mikromól za minútu — zostáva faktickým štandardom v katalógoch činidiel a vedeckých článkoch. Jeden U je 16,67 nanokatalu, nepohodlné číslo, a už samo to brzdilo prechod po štvrť storočia.
Aktivita bez uvedených podmienok je nezmyselné číslo. V klinickej biochémii sú štandardom 37 °C a fyziologické pH; pri 25 °C dáva ten istý enzým polovičný počet katalov.
| Jednotka | Názov | Hodnota | Kde sa vyskytuje |
|---|---|---|---|
| kat | katal, jednotka SI | 1·10⁻⁶ | priemysel, fermentácia |
| mkat | milikatal | 0,001 | prípravky enzýmov |
| µkat | mikrokatal | 1 | klinické rozbory |
| nkat | nanokatal | 1000 | skúmavka, stopové množstvá |
| pkat | pikokatal | 1 000 000 | medza citlivosti |
| µmol/s | mikromól za sekundu | 1 | to isté ako µkat |
| U | jednotka aktivity, mikromól za minútu | 60 | výsledky rozborov, činidlá |
| mU | milijednotka | 60 000 | slabé aktivity |
| kU | kilojednotka | 0,06 | balenie enzýmov |
| mol/min | mól za minútu | 6·10⁻⁵ | staré protokoly |
| kat | katal | 1·10⁻⁶ | dnešná jednotka |
Jednotka U sa v laboratóriách drží preto, že prechod na kataly vyžaduje nanovo stanoviť referenčné medze pre každý enzým. Šestnásť nanokatalov a niečo navyše je nepohodlné číslo do výsledku.
03 · Rády veličín
od jedinej molekuly enzýmu po priemyselný reaktorALT v norme — 0,67 µkat/l
04 · Meracie prístroje
Čím sa merajú kataly
Produkt reakcie pohlcuje svetlo na svojej vlastnej vlnovej dĺžke: rýchlosť rastu optickej hustoty dáva aktivitu priamo.
Deväťdesiatšesť reakcií naraz: prístroj sníma kinetiku v každej jamke a počíta aktivitu z hromadenia produktu.
Ťažný kôň klinického laboratória: stovky vzoriek za hodinu, termostatovanie a výstup rovno v kataloch na liter — tam, kde sa držia normy.
Ak reakcia uvoľňuje kyselinu, meria sa aktivita spotrebou titračného činidla: koľko lúhu padlo na udržanie pH.
05 · Pravidlá zápisu
kat malými písmenami — a vždy s podmienkami merania
Značka sa píše tromi malými písmenami: kat, nie Kat a nie KAT. Predpona stojí pred ňou: µkat, nkat. Aktivita enzýmu bez teploty, pH a substrátu nie je porovnateľná s inými meraniami, preto sa v protokoloch uvádzajú vedľa čísla.
Na výsledkoch sa objavuje «U/l» bez vysvetlenia — sú to jednotky U na liter, nie kataly. Rozdiel je 16,67 milióna krát a zámena v referenčných medziach je nebezpečná.
06 · Susedné jednotky
Katal je mól za sekundu, opiera sa teda priamo o mól a sekundu. Jeho rozmer sa zhoduje s rýchlosťou reakcie v chemickej kinetike a delenie litrom dáva koncentráciu aktivity — to, čo sa tlačí v rozbore krvi.
Číslo obratu k(cat) je aktivita delená počtom molekúl enzýmu: pri karboanhydráze dosahuje milión za sekundu. Katal počíta celú vzorku, číslo obratu jedinú molekulu.
07 · Historický oddiel
Čím sa merali enzýmy pred katalom
Mikromól substrátu za minútu. Medzinárodný štandard biochémie, živý aj dnes v katalógoch činidiel.
Vlastná jednotka pre ligázu: určená cez výmenu fosfátu v ATP. Jedna z desiatok «domácich» jednotiek, ktorých sa biochémia nikdy celkom nezbavila.
Aktivita sa vyjadrovala podielom substrátu rozloženého za pevne daný čas. Každé laboratórium malo vlastný postup a čísla neboli porovnateľné ani medzi susednými ústavmi.
Medzinárodná farmaceutická federácia stanovila vlastné jednotky pre tráviace enzýmy v prípravkoch. Dodnes stoja na obaloch liekov.
Jednotku zaviedli kvôli medicíne — a medicína ju takmer neprijala
Katal vstúpil do SI na priamu žiadosť Medzinárodnej federácie klinickej chémie: lekári potrebovali spôsob, ako porovnávať výsledky laboratórií z rôznych krajín. Lenže prechod vyžadoval nanovo stanoviť referenčné medze pre desiatky enzýmov, preprogramovať analyzátory a preškoliť personál, takže väčšina laboratórií ďalej tlačila «U/l». O dvadsaťpäť rokov neskôr zostáva katal jednotkou povinnou v normách a vzácnou na výsledkoch: riadok «ALT 40 U/l» sa objavuje tisíckrát častejšie než «ALT 0,67 µkat/l».
Katalóg · Medzinárodná sústava jednotiek
List pre každú veličinu
Sedem základných jednotiek, dvadsaťdva odvodených s vlastnými názvami a archív sústav, ktoré vyšli z používania. Každá má svoj list: definícia, prevod, prístroje, pravidlá zápisu. V 18 jazykoch.