一种过氧化氢酶活性单位换算方法与流程

本发明属于农林医学以及出版领域，尤其是一种酶活单位的国际标准控制方法，具体地说是一种过氧化氢酶活性单位换算方法。

背景技术：

国际单位制(international system of units)是国际计量大会(CGPM)采纳和推荐的一种一贯单位制，于1960年第十一届国际计量大会通过，推荐各国采用，简称为SI。1985年9月6日，全国人大常委会制定并通过了《中华人民共和国计量法》。这一法规明确宣布：“国家采用国际单位制。国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位，为国家法定计量单位。非国家法定计量单位应当废除。”同时也为了学术交流的需要，应该使用SI单位。1964年国际生物化学联合会推荐根据1961年国际生物化学联合会酶学委员会的报告来定义一个标准酶活单位(unit,简称为U)，一个标准的酶活单位定义为在确定的最适反应条件下，每分钟催化1μmol底物所需要的酶量，定义为1U，这就是常用的酶活性单位。但是U并不是国际单位制(SI)的基本单位，也不是“coherent derived unit”，因此，为了遵循SI的要求，1972年，生物化学命名委员会在“Enzyme Nomenctature,Recommendations”中建议催化反应速率应该表达为mol/s的形式，同时在这本书中，根据(Système international)的提议提出并定义了一个新的酶活单位(katal,简称kat)，用于代替以前的、没有被命名的酶单位，此种定义以后，但是仍然有很多期刊使用了U作为酶的活性单位。

在我国现行的GB3100-1993《国际单位制及其应用》和GB3101-1993《有关量、单位和符合的一般原则》以及GB3102中虽然也没有明确给出酶活的单位，但是在GB3100-1993中给出了国际单位制的组成，并提出“一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位”，在这两个标准中同时又指出“根据《全面推行我国法定计量单位的意见》中“个别科学技术领域中，如有特殊需要法定计量单位，但也必须与有关国际组织规定的名称、符号相一致的原则”，但是GB3102.8的《物理化学和分子物理学的量和单位》中有化学反应转化速率的SI单位为“mol/s”的定义，在我国的国标中虽然没有直接定义酶的活性单位，但是酶的活性是通过将化学反应的反应物转化为产物来体现的，所以酶的活性单位应该与反应转化速率的单位一致，其法定酶活性单位为摩每秒，符号为mol/s，符合SI单位要求的酶活单位为kat，常用的倍数单位为nkat或者μkat，这就与生物化学命名委员会对酶单位的定义相一致，即酶的含义为在最适反应条件下,每秒钟催化1mol底物变化所需要的酶量，这是一种通用表示方法。

目前，国内外期刊中过氧化氢酶活性单位的现状如下：

过氧化氢酶(CATalase,CAT，EC1.1.11.6)是催化过氧化氢分解成氧和水的酶，是广泛参与生物抗逆反应的抗氧化酶类，CAT活性的高低往往作为生物体中氧化状态的指标，因此在农林医以及生物类期刊的文章中被广泛应用。在springer的高级搜索中使用“with all of the words”为Antioxidant enzymes，设定年限为2013到2014年，下载与搜索关键词最相关的前45篇文章，这45篇文章涵盖24种杂志，经仔细分析测定CAT活性的文章41篇，这说明CAT在科技论文中是一个比较常见的酶，具有广泛的应用，但CAT的活性单位却存在各种表现形式，有些文章中使用了SI单位，而有些却使用了非SI单位的表示方法。在所分析的45篇文章中，用U作为单位的过氧化氢酶酶活单位的有17篇文章，使用mmol/min或者μmol/min的有11篇，OD240表示的有2篇，以katal表示的只有3篇，从此处调查来看，大部分文章仍然使用非SI单位作为CAT的单位。

测定CAT酶的方法有很多种方法，最常用的是下面几种：(1)由于反应物过氧化氢在240nm处有强吸收，在一定体积的磷酸缓冲液中加入一定量过氧化氢，然后再加入一定体积的酶提取液启动反应，在紫外分光光度计下测定240nm处吸光度值变化，在最开始反应的时间内，吸光度值的降低和过氧化氢量的减少呈现线性关系，根据这个线性关系从而求得过氧化氢酶的活性；(2)在一定的磷酸缓冲液中加入一定量的过氧化氢，再加入一定量的酶提取液，25℃下反应5min，同时在空白对照为加入相同体积的缓冲液、过氧化氢和灭活的酶提取液，然后在试验管和对照管中加入2mol/L的H₂SO₄停止反应，最后使用0.1mol/L的KMnO₄(或者其他一些试剂)对试验管和对照管进行滴定，由于高锰酸钾和过氧化氢反应，所以可以根据试验管和对照管使用高锰酸钾的量差值来确定过氧化氢酶的酶活(方法B)；(3)在除去O₂的磷酸缓冲液中加入一定量的过氧化氢，然后加入一定量的酶提取液，以生成氧气的量来计算过氧化氢酶的活力(方法C)；(4)直接使用过氧化氢酶试剂盒测定过氧化氢酶的活性，目前所使用的试剂盒有国产和国外的，例如南京的Jian cheng公司的抗氧化酶类试剂盒和sigma的CAT100试剂盒(方法D)。在这些方法中使用最多的是方法A，其次是方法B，并且在方法B中，使用最多的是使用高锰酸钾进行滴定，所以，本发明只以方法A和方法B测定的CAT的活性进行SI单位的换算。而对其他方法在使用过程中往往会很方便地换算为SI单位，所以只进行提示性说明。

技术实现要素：

本发明的目的是针对过氧化氢酶酶活单位的换算问题，提出一种过氧化氢酶活性单位换算方法。

本发明的技术方案是：

一种过氧化氢酶活性单位换算方法，它包括以下步骤：

S1、获取过氧化氢酶CAT的测定方法，当该测定方法为通过测定反应物H₂O₂吸光度值的改变来表示CAT酶活时，提取该方法中定义每分钟吸光度值变化的量x和待换算的CAT的酶活量y，单位为U；

S2、采用下述公式将CAT的酶活量y换算为以kat(mol/s)为表示形式的国际标准单位制单位：

其中x为过氧化氢酶即CAT活性的基础单位，用于定义每分钟吸光度值变化的量，y为要换算的CAT酶活的量，z为使用kat(mol/s)表示的CAT酶活的量，60为将分钟换算为秒的换算系数，43.6为H₂O₂在240nm下的摩尔吸收系数，单位是：L/(mol·cm)。

本发明中，通过测定反应物H₂O₂吸光度值的改变来表示CAT酶活的方法具体为：在待测条件下，240nm波长时，定义每分钟吸光度值A(240)变化的单位为x作为1个CAT活性单位U，通过这种方式测定的CAT的活性为y，单位为U。在有些文献中，虽然使用的是240nm测定H₂O₂的吸光度值改变的方法来获得CAT的活性，但是在进行GR酶活单位的定义时，使用每分钟或者每秒钟转换反应物H₂O₂的摩尔数的方式来定义CAT的单位，这个时候，可以直接通过倍数关系进行换算，本发明只做出这方面的提示。

本发明的x的取值为0.1、0.05。

一种过氧化氢酶活性单位换算方法，它包括以下步骤：

S1、获取过氧化氢酶CAT的测定方法，当该测定方法为直接使用吸光度值作为CAT的酶活量时，提取该方法中待换算的CAT的酶活量y，单位是：△OD₂₄₀/min；

S2、采用下述公式将CAT的酶活量y换算为以kat(mol/s)为表示形式的国际标准单位制单位：

其中y为要换算的CAT酶活的量，使用△OD₂₄₀/min表示，z为使用kat(mol/s)表示的CAT酶活的量，60为将分钟换算为秒的换算系数，43.6为H₂O₂在340nm下的摩尔吸收系数，单位是：L/(mmol·cm)。

一种过氧化氢酶活性单位换算方法，它包括以下步骤：

S1、获取过氧化氢酶CAT的测定方法，当该测定方法为通过高锰酸钾滴定法测定CAT活性时，提取该方法中待换算的CAT的酶活量y，单位是：mg/min；

S2、采用下述公式将CAT的酶活量y换算为以kat(mol/s)为表示形式的国际单位：

其中y为要换算的CAT酶活的量，单位是：mg/min，z为使用kat(mol/s)表示的CAT酶活的量，60为将分钟换算为秒的换算系数。

本发明的有益效果：

本发明将各种不符合我国法定计量单位和非SI单位等非法单位表示的CAT活性单位换算为SI单位，使期刊中文章量和单位的使用更符合我国关于量和单位的有关法律。

本发明根据不同测定CAT的方法分别进行换算，并将此种换算集合到一款计算机软件中，由计算机完成此换算过程，保证了换算的准确性，同时提高了换算的效率。

附图说明

图1为过氧化氢酶(CAT)SI单位换算界面。

图2以测定反应物H₂O₂吸光度值下降来表示CAT活性的界面(定义单位时间吸光度值变化为1U)

图3以测定反应物H₂O₂量的减少表示CAT活性的界面(以单位时间内H₂O₂物质的量减少定义酶活单位)

图4使用试剂盒(或标准品标准曲线)测定CAT活性界面

图5使用高锰酸钾滴定法测定酶活界面

图6以测定反应物H₂O₂量的减少表示CAT活性的界面(以吸光度变化表示，△OD₂₄₀/min)

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

一种过氧化氢酶活性单位换算方法，它包括以下步骤：

S1、获取过氧化氢酶CAT的测定方法，当该测定方法为通过测定反应物H₂O₂吸光度值的改变来表示CAT酶活时，提取该方法中定义每分钟吸光度值变化的量x和待换算的CAT的酶活量y，单位为U；

S2、采用下述公式将CAT的酶活量y换算为以kat(mol/s)为表示形式的国际标准单位制单位：

其中x为过氧化氢酶即CAT活性的基础单位，用于定义每分钟吸光度值变化的量，y为要换算的CAT酶活的量，z为使用kat(mol/s)表示的CAT酶活的量，60为将分钟换算为秒的换算系数，43.6为H₂O₂在240nm下的摩尔吸收系数，单位是：L/(mol·cm)。

在有些文献中，虽然使用的是240nm测定H₂O₂的吸光度值改变的方法来获得CAT的活性，但是在进行GR酶活单位的定义时，使用每分钟或者每秒钟转换反应物H₂O₂的摩尔数的方式来定义CAT的单位，这个时候，可以直接通过倍数关系进行换算，本发明只做出这方面的提示。

一种过氧化氢酶活性单位换算方法，它包括以下步骤：

S1、获取过氧化氢酶CAT的测定方法，当该测定方法为直接使用吸光度值作为CAT的酶活量时，提取该方法中待换算的CAT的酶活量y，单位是：△OD₂₄₀/min；

S2、采用下述公式将CAT的酶活量y换算为以kat(mol/s)为表示形式的国际标准单位制单位：

其中y为要换算的CAT酶活的量，使用△OD₂₄₀/min表示，z为使用kat(mol/s)表示的CAT酶活的量，60为将分钟换算为秒的换算系数，43.6为H₂O₂在340nm下的摩尔吸收系数，单位是：L/(mmol·cm)。

一种过氧化氢酶活性单位换算方法，它包括以下步骤：

S1、获取过氧化氢酶CAT的测定方法，当该测定方法为通过高锰酸钾滴定法测定CAT活性时，提取该方法中待换算的CAT的酶活量y，单位是：mg/min；

S2、采用下述公式将CAT的酶活量y换算为以kat(mol/s)为表示形式的国际单位：

其中y为要换算的CAT酶活的量，单位是：mg/min，z为使用kat(mol/s)表示的CAT酶活的量，60为将分钟换算为秒的换算系数。

具体实施时：

本发明的实施界面如图1，在图1“请选择测定方法”中选择测定过氧化氢酶(CAT)的方法，此方法根据目前普通使用测定CAT活性的方法，使用者根据发表内容部分的说明来进行选择进行换算。

1)当选择“240nm下，以H₂O₂表示CAT活性(以吸光度值定义酶单位，U)”，出现图2的界面，并且激活换算按钮，在图2的“请输入酶活单位定义”下面的文本框中，输入CAT的基础定义的酶活单位，一般为每分钟吸光度值下降多少来定义为一个酶活单位，同时输入根据此种测定方法要换算的总酶活量。例如，这里定义在一定条件下，240nm波长下，以10s为间隔扫描2min，每分钟A(240)变化0.1作为1个GR活性单位(U)^[14]，要换算的GR酶活总量为125U，根据公式(1)进行换算，使用kat为单位表示的GR活性总量为0.0048mol/s。

2)当选择“240nm下，以测定反应物H₂O₂量的减少表示CAT活性的界面(以单位时间内H₂O₂物质的量减少定义酶活单位)”时，出现图3的界面，换算按钮不可用，出现“请根据文章中单位时间内H₂O₂分解的物质的量定义换算！”的字样，这样提醒换算者进行后续的操作；同时如果选择“使用试剂盒(或者标准曲线)测定CAT活性”时，出现图4的界面，换算按钮不可用，出现“请根据标准曲线(或试剂盒说明书)直接换算(联系作者)！”的字样，这样提醒换算者进行后续的操作。

3)当选择“使用高锰酸钾滴定法测定酶活”时，出现图5的界面，激活换算按钮，在图5的“请输入酶活单位定义”下面的文本框中，输入要换算的总酶活性量，以mg/min作为单位来表示的，这里由于没有定义酶的总基本单位，所以根据公式(3)进行直接换算。例如，要换算的GR酶活量为100mg/min，那么换算结果为4.902×10^-5mol/s(软件中以科学计数法4.902E-5表示)。

4)当选择“240nm下，以H₂O₂表示CAT活性(以吸光度变化表示，△OD₂₄₀/min)”时，出现图6的界面，激活换算按钮，在图6的“请输入要换算的总”下面的文本框中，输入要换算的总酶活性量，根据发明内容里所介绍的，是以△A₂₄₀/min作为单位来表示的，由于没有定义酶的总基本单位，所以根据公式(2)进行直接换算。例如，要换算的GR酶活量为100△OD₂₄₀/min，那么换算结果为3.823×10^-5mol/s(软件中以科学计数法3.823E-5表示)。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。