Activité enzymatique
La concentration molaire des enzymes ne peut pas être mesurée in vivo, et en imagerie médicale la quantification de l’activité d’une enzyme est plus utile que la masse de la protéine enzymatique. Les biochimistes ont traditionnellement défini l’activité enzymatique comme la quantité d’enzyme qui catalyse la transformation de 1 µmol de substrat en produits en 1 min dans des conditions standard. L’unité SI correspondante katal (kat) est définie comme la quantité d’activité suffisante pour catalyser la transformation de 1 mol de substrat en produits en 1 s dans des conditions standard (Cornish-Bowden, 1995).
In vitro, la vitesse de catalyse (vitesse de consommation du substrat ou de formation des produits) peut être quantifiée par des méthodes chromatographiques, spectroscopiques ou de fluorescence. Les sondes optimales pour les études in vivo ont un produit qui est piégé dans le site de l’activité enzymatique. On peut également mesurer la concentration de l’enzyme à l’aide de sondes qui sont liées au site actif de l’enzyme mais qui ne sont pas catalysées (inhibiteurs réversibles ou irréversibles), en utilisant des techniques de quantification similaires aux essais de liaison aux récepteurs. La troisième option consiste à marquer les activateurs/inhibiteurs d’enzymes qui ont une poche de liaison distincte du site actif dans la molécule d’enzyme, par exemple les activateurs de glucokinase pour l’imagerie de l’enzyme glucokinase dans le pancréas et le foie.
Quantification par TEP
Dans les études TEP in vivo, le substrat d’origine (radiopharmaceutique) et le produit ne peuvent être séparés que mathématiquement à partir des courbes cinétiques de concentration de la radioactivité.
Le radiopharmaceutique TEP le plus utilisé, le FDG, est une sonde représentant principalement l’activité de l’enzyme hexokinase, basée sur le piégeage du produit. Le FDOPA est utilisé pour quantifier l’activité de la DOPA décarboxylase dans le cerveau.Rempel et al (2017) ont passé en revue les radiopharmaceutiques TEP (et SPECT) développés pour l’imagerie des activités enzymatiques hydrolytiques.L’imagerie de l’aromatase a été revue par Biegon (2016).
La TEP pourrait être utilisée pour surveiller la thérapie de remplacement des enzymes(Phenix et al…, 2010).
Voir aussi:
- Inhibition d’enzyme
- Cinétique du premier ordre
- MP4A
- deprenyl-D2
Cornish-Bowden A. Fondamentaux de la cinétique enzymatique. Edition révisée,Portland Press, 1995.
Cumming P, Vasdev N. Le dosage de l’activité enzymatique par tomographie par émission de positons. Neuromethods 2012 ; 71 : 111-135.doi : 10.1007/7657_2012_53.
Hagberg GE, Torstenson R, Marteinsdottir I, Fredrikson M, Långström B, Blomqvist G. Modélisation cinétique des compartiments du -5-hydroxy-L-tryptophane pour l’évaluation par tomographie par émission de positons de la synthèse de la sérotonine dans le cerveau humain.J Cereb Blood Flow Metab. 2002 ; 22 : 1352-1366. doi : 10.1097/01.WCB.0000040946.89393.9d.
Hicks JW. Découverte et évaluation préclinique de nouveaux radiotraceurs ciblant les enzymes pour la tomographie par émission de positrons. Thèse. Institut des sciences médicales, Université de Toronto, 2015.
Holland JP, Cumming P, Vasdev N. Radiopharmaceutiques TEP pour sonder les enzymes dans le cerveau. Am J Nucl Med Mol Imaging 2013 ; 3(3) : 194-216.PMID : 23638333.
Rempel BP, Price EW, Phenix CP. Imagerie moléculaire des enzymes hydrolytiques à l’aide de la TEP et de la TEMP. Mol Imaging 2017 ; 16 : 1536012117717852. doi : 10.1177/1536012117717852.
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Mise à jour à : 2019-03-07
Créé à : 2015-08-03
Écrit par : Vesa Oikonen