Katal
Izvedena SI jedinica · veličina: katalitička aktivnost
01 · Definicija
Katal je najmlađa jedinica SI: usvojena je 1999. godine, pedeset godina posle njutna i gotovo vek posle prvih pokušaja da se enzimi izmere. Ujedno je i jedina jedinica koju nisu uveli fizičari nego je došla na zahtev kliničara.
Jedan katal je pretvaranje jednog mola materije u sekundi. Jedinica ne opisuje količinu enzima nego brzinu kojom radi: dva uzorka iste mase mogu se u aktivnosti razlikovati višestruko ako se jedan delimično denaturisao. Za biohemiju je ta veličina ogromna — stvarne vrednosti leže u mikro- i nanokatalima, a klinički nalazi koriste katale po litru. Pre katala biohemičari su koristili «jedinice» U: mikromol u minuti, a prelazak na SI trajao je dve decenije, jer je trebalo iznova ispisati sve referentne opsege.
Isti enzim daje različite katale pri različitoj temperaturi, pH i koncentraciji supstrata. Zato se aktivnost uvek navodi sa uslovima merenja: 37 °C, pH 7,4, supstrat u višku.
02 · Pretvaranje
Unesite aktivnost — list će je pretvoriti
Jedinica U — mikromol u minuti — ostaje faktički standard u katalozima reagenasa i naučnim člancima. Jedan U iznosi 16,67 nanokatala, nezgodan broj, i samo to je kočilo prelazak četvrt veka.
Aktivnost bez navedenih uslova besmislen je broj. U kliničkoj biohemiji standard su 37 °C i fiziološki pH; na 25 °C isti enzim daje upola manje katala.
| Jedinica | Naziv | Vrednost | Gde se sreće |
|---|---|---|---|
| kat | katal, SI jedinica | 1·10⁻⁶ | industrija, fermentacija |
| mkat | milikatal | 0,001 | preparati enzima |
| µkat | mikrokatal | 1 | klinički nalazi |
| nkat | nanokatal | 1000 | epruveta, količine u tragovima |
| pkat | pikokatal | 1 000 000 | granica osetljivosti |
| µmol/s | mikromol u sekundi | 1 | isto što i µkat |
| U | jedinica aktivnosti, mikromol u minuti | 60 | nalazi, reagensi |
| mU | milijedinica | 60 000 | slabe aktivnosti |
| kU | kilojedinica | 0,06 | pakovanje enzima |
| mol/min | mol u minuti | 6·10⁻⁵ | stari protokoli |
| kat | katal | 1·10⁻⁶ | današnja jedinica |
Jedinica U drži se u laboratorijama zato što prelazak na katale nalaže da se referentni opsezi utvrde iznova za svaki enzim. Šesnaest nanokatala i nešto preko nezgodan je broj za nalaz.
03 · Redovi veličina
od jednog molekula enzima do industrijskog reaktoraALT u granicama — 0,67 µkat/l
04 · Merni instrumenti
Čime se mere katali
Proizvod reakcije upija svetlost na sopstvenoj talasnoj dužini: brzina kojom raste optička gustina daje aktivnost neposredno.
Devedeset šest reakcija odjednom: uređaj beleži kinetiku u svakom bunarčiću i računa aktivnost iz nagomilavanja proizvoda.
Tegleći konj kliničke laboratorije: stotine uzoraka na sat, termostatiranje i izlaz odmah u katalima po litru — tamo gde se drži standard.
Ako reakcija oslobađa kiselinu, aktivnost se meri utrošenim titrantom: koliko je baze otišlo na održavanje pH.
05 · Pravila pisanja
kat malim slovima — i uvek sa uslovima merenja
Oznaka se piše sa tri mala slova: kat, ne Kat i ne KAT. Prefiks stoji ispred: µkat, nkat. Aktivnost enzima bez temperature, pH i supstrata nije uporediva sa drugim merenjima, pa se u protokolima navode pored broja.
Na nalazima se sreće «U/l» bez objašnjenja — to su jedinice U po litru, a ne katali. Razlika je 16,67 miliona puta, a mešanje referentnih opsega opasno je.
06 · Susedne jedinice
Katal je mol u sekundi, pa se oslanja neposredno na mol i sekundu. Njegova dimenzija poklapa se sa brzinom reakcije u hemijskoj kinetici, a deljenje litrom daje koncentraciju aktivnosti — ono što se štampa u analizi krvi.
Broj obrtaja k(cat) jeste aktivnost podeljena brojem molekula enzima: kod karboanhidraze dostiže milion u sekundi. Katal broji ceo uzorak, broj obrtaja jedan jedini molekul.
07 · Istorijski deo
Čime su se enzimi merili pre katala
Mikromol supstrata u minuti. Međunarodni standard biohemije, živ i danas u katalozima reagenasa.
Sopstvena jedinica za ligazu: određena preko razmene fosfata u ATP. Jedna od desetina «kućnih» jedinica kojih se biohemija nikada nije sasvim odrekla.
Aktivnost se izražavala udelom supstrata razloženog za utvrđeno vreme. Svaka laboratorija imala je svoj postupak, a brojevi nisu bili uporedivi ni između susednih instituta.
Međunarodna farmaceutska federacija određivala je sopstvene jedinice za probavne enzime u preparatima. I danas stoje na kutijama lekova.
Jedinica je uvedena radi medicine — a medicina je gotovo nije prihvatila
Katal je ušao u SI na neposredan zahtev Međunarodne federacije za kliničku hemiju: lekarima je trebao način da porede rezultate laboratorija iz različitih zemalja. Ali prelazak je iziskivao da se referentni opsezi za desetine enzima utvrde iznova, da se analizatori preprogramiraju i osoblje prekvalifikuje, pa je većina laboratorija nastavila da štampa «U/l». Dvadeset pet godina kasnije katal ostaje jedinica obavezna u standardima i retka na nalazima: red «ALT 40 U/l» pojavljuje se hiljadu puta češće nego «ALT 0,67 µkat/l».
Katalog · Međunarodni sistem jedinica
List za svaku veličinu
Sedam osnovnih jedinica, dvadeset dve izvedene sa sopstvenim imenima i arhiva sistema koji su izašli iz upotrebe. Svaka ima svoj list: definicija, pretvaranje, instrumenti, pravila pisanja. Na 36 jezika.