Hectokatal

Ein Hektokatal ist eine Einheit der katalytischen Aktivität im metrischen System, gleich 100 Katale oder 10² Katale. Das Symbol ist hkat. Sie misst, wie schnell ein Enzym oder Katalysator Substratmoleküle umwandelt; ein Hektokatal steht für 100 Mol Substrat, das unter festgelegten Bedingungen pro Sekunde umgesetzt wird. Dies ist eine abgeleitete SI-Einheit, keine Basiseinheit, und gehört zur umfassenderen Familie der Reaktionsgeschwindigkeitsmessungen in Chemie und Biotechnologie.

Das Katal selbst, von dem sich das Hektokatal ableitet, wurde 1999 als SI-Einheit für katalytische Aktivität angenommen, um die ältere Enzymeinheit (U) zu ersetzen, die als Mikromole Produkt pro Minute definiert war. Ein Katal entspricht einer Mol pro Sekunde Substratumwandlung und ist damit erheblich größer als die U. Ein Hektokatal stellt daher 6 Millionen Enzymeinheiten dar, ein Größensprung, der sich für die Beschreibung von Massenprozessen mit Enzymen eignet, anstatt für Laboruntersuchungen einzelner Enzyme.

Wo Hektokatale in der Praxis auftreten

Hektokatale werden in alltäglicher Laborarbeit selten angetroffen, da typische Enzymtests in viel kleineren Größenordnungen ablaufen, normalerweise im Bereich von Millieinheiten bis wenigen Einheiten. Mit größerer Wahrscheinlichkeit begegnet man Hektokatalen bei der Beschreibung der Gesamtkatalysekapazität von industriellen Bioreaktoren, großtechnischen Fermentationsbehältern oder bei der Zusammenfassung der kombinierten Aktivität von Enzympräparationen in der Herstellung. Eine Lebensmittelverarbeitungsanlage, die Cellulase zur Celluloseabbau einsetzt, oder ein Pharmawerk, der einen mehrlitrigen Bioreaktionsprozess durchführt, könnte die Leistung in Hektokatalen ausdrücken.

Die Schwierigkeit mit dem Hektokatal besteht darin, dass die Enzymaktivität stark von Bedingungen abhängt: pH-Wert, Temperatur, Kofaktoren und das spezifische verwendete Substrat. Veröffentlichte Katalysewerte für ein Enzym müssen immer diese Parameter referenzieren. Ein Hektokatal, gemessen bei 25 Grad Celsius und pH 7,0 in einer Untersuchung, lässt sich möglicherweise nicht direkt auf Industrie­bedingungen bei 37 Grad Celsius und pH 5,5 übertragen. Diese Kontextabhängigkeit ist der Grund, warum das Hektokatal allein niemals ausreicht; die Bedingungen müssen mit der Zahl mitgeführt werden.

In der Praxis nutzen viele Branchen weiterhin ältere Einheiten wie Enzymeinheiten pro Milliliter oder Aktivität pro Gramm Präparation, teils weil diese Einheiten eine längere praktische Geschichte haben und teils weil die Katal-Familie sie noch nicht vollständig verdrängt hat. Jedoch verlangen SI-konforme Dokumentationen zunehmend die Umrechnung in Katale und ihre Vielfache. Das Hektokatal stellt einen Versuch dar, die Enzymaktivität mit dem übrigen SI-System in Einklang zu bringen und es so einfacher zu machen, biochemische Daten mit chemischen Reaktionsgeschwindigkeiten und anderen Prozessmessungen in formaler technischer Dokumentation zu kombinieren.