Enzymová aktivita
Molární koncentraci enzymů nelze měřit in vivo a v lékařském zobrazování je kvantifikace aktivity enzymu užitečnější než hmotnost proteinu enzymu. Biochemici tradičně definují aktivitu enzymu jako množství enzymu, které za standardních podmínek katalyzuje přeměnu 1 µmol substrátu na produkty za 1 min. Odpovídající jednotka SI katal (kat) je definována jako množství aktivity postačující ke katalýze přeměny 1 mol substrátu na produkty za 1 s za standardních podmínek (Cornish-Bowden, 1995).
In vitro lze rychlost katalýzy (rychlost spotřeby substrátu nebo tvorby produktu) kvantifikovat chromatografickými, spektroskopickými nebo fluorescenčními metodami. Optimální sondy pro studie in vivo mají produkt, který je zachycen v místě enzymové aktivity. Alternativně lze měřit koncentraci enzymu pomocí sond, které jsou navázány na aktivní místo enzymu, ale nejsou katalyzovány (reverzibilní nebo ireverzibilní inhibitory), pomocí kvantifikačních technik podobných testům vazby na receptor. Třetí možností je značení aktivátorů/inhibitorů enzymů, které mají vazebnou kapsu oddělenou od aktivního místa v molekule enzymu, například aktivátory glukokinázy pro zobrazování enzymu glukokinázy ve slinivce břišní a játrech.
Kvantifikace pomocí PET
Ve studiích PET in vivo lze původní substrát (radiofarmakum) a produkt oddělit pouze matematicky z kinetických křivek koncentrace radioaktivity.
Nejčastěji používané PET radiofarmakum FDG je sonda zobrazující především aktivitu enzymu hexokinázy, založená na zachycení produktu. FDOPA se používá ke kvantifikaci aktivity DOPA dekarboxylázy v mozku. rempel et al (2017) podali přehled radiofarmak PET (a SPECT) vyvinutých pro zobrazování aktivit hydrolytických enzymů. zobrazování aromatázy podal přehled Biegon (2016).
PET lze použít ke sledování enzymové substituční terapie(Phenix et al., 2010).
Viz také:
- Inhibice enzymu
- Kinetika prvního řádu
- MP4A
- deprenyl-D2
Cornish-Bowden A. Fundamentals of Enzyme Kinetics. Revised edition,Portland Press, 1995.
Cumming P, Vasdev N. The assay of enzyme activity by positron emission tomography. Neuromethods 2012; 71: 111-135.doi: 10.1007/7657_2012_53.
Hagberg GE, Torstenson R, Marteinsdottir I, Fredrikson M, Långström B, Blomqvist G. Kinetic compartment modeling of -5-hydroxy-L-tryptophan for positron emission tomography assessment of serotonin synthesis in human brain.J Cereb Blood Flow Metab. 2002; 22: 1352-1366. doi: 10.1097/01.WCB.0000040946.89393.9d.
Hicks JW. Discovery and preclinical evaluation of novel enzyme targeting radiotracers for positron emission tomography [Objev a preklinické hodnocení nových radiotrackerů zaměřených na enzymy pro pozitronovou emisní tomografii]. Diplomová práce. Institute of Medical Science, University of Toronto, 2015.
Holland JP, Cumming P, Vasdev N. PET radiopharmaceuticals for probing enzymes in the brain. Am J Nucl Med Mol Imaging 2013; 3(3): 194-216. PMID: 23638333.
Rempel BP, Price EW, Phenix CP. Molekulární zobrazování hydrolytických enzymů pomocí PET a SPECT. Mol Imaging 2017; 16: 1536012117717852. doi: 10.1177/1536012117717852.
Tags: Enzymová aktivita
Aktualizováno při: 1: 2019-03-07
Vytvořeno při: 2015-08-03
Napsal: Vesa Oikonen