Enzymaktivität
Die molare Konzentration von Enzymen kann nicht in vivo gemessen werden, und in der medizinischen Bildgebung ist die Quantifizierung der Aktivität eines Enzyms nützlicher als die Masse des Enzymproteins. Biochemiker haben die Enzymaktivität traditionell als die Menge des Enzyms definiert, die die Umwandlung von 1 µmol Substrat in Produkte in 1 Minute unter Standardbedingungen katalysiert. Die entsprechende SI-Einheit katal (kat) ist definiert als die Menge an Aktivität, die ausreicht, um die Umwandlung von 1 mol Substrat in Produkte in 1 s unter Standardbedingungen zu katalysieren (Cornish-Bowden, 1995).
In vitro kann die Katalyserate (Rate des Substratverbrauchs oder der Produktbildung) durch chromatographische, spektroskopische oder Fluoreszenzmethoden quantifiziert werden. Optimale Sonden für In-vivo-Untersuchungen haben ein Produkt, das am Ort der Enzymaktivität gefangen ist. Alternativ kann die Konzentration des Enzyms mit Sonden gemessen werden, die an das aktive Zentrum des Enzyms gebunden sind, aber nicht katalysiert werden (reversible oder irreversible Inhibitoren), wobei ähnliche Quantifizierungstechniken wie bei den Rezeptorbindungstests angewandt werden. Die dritte Möglichkeit ist die Markierung von Enzymaktivatoren/-inhibitoren, die eine vom aktiven Zentrum des Enzymmoleküls getrennte Bindungstasche haben, z. B. Glucokinase-Aktivatoren zur Darstellung des Glucokinase-Enzyms in der Bauchspeicheldrüse und der Leber.
Quantifizierung mit PET
In In-vivo-PET-Untersuchungen können das ursprüngliche Substrat (Radiopharmakon) und das Produkt nur mathematisch aus den kinetischen Radioaktivitätskonzentrationskurven getrennt werden.
Das am häufigsten verwendete PET-Radiopharmakon FDG ist eine Sonde, die hauptsächlich die Aktivität des Enzyms Hexokinase darstellt und auf dem Einfangen des Produkts beruht. FDOPA wird verwendet, um die DOPA-Decarboxylase-Aktivität im Gehirn zu quantifizieren.Rempel et al. (2017) haben die PET- (und SPECT-) Radiopharmaka überprüft, die für die Bildgebung hydrolytischer Enzymaktivitäten entwickelt wurden.
Die Bildgebung von Aromatase wurde von Biegon (2016) überprüft.
PET könnte verwendet werden, um eine Enzymersatztherapie zu überwachen (Phenix et al, 2010).
Siehe auch:
- Enzyminhibition
- Kinetik erster Ordnung
- MP4A
- Deprenyl-D2
Cornish-Bowden A. Fundamentals of Enzyme Kinetics. Revised edition,Portland Press, 1995.
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Tags: Enzymaktivität
Aktualisiert am: 2019-03-07
Erstellt am: 2015-08-03
Geschrieben von: Vesa Oikonen