Actividad enzimática
La concentración polar de las enzimas no puede medirse in vivo, y en la imagen médica la cuantificación de la actividad de una enzima es más útil que la masa de proteína enzimática. Los bioquímicos han definido tradicionalmente la actividad enzimática como la cantidad de enzima que cataliza la transformación de 1 µmol de sustrato en productos en 1 minuto en condiciones estándar. La unidad SI correspondiente, katal (kat), se define como la cantidad de actividad suficiente para catalizar la transformación de 1 mol de sustrato en productos en 1 s en condiciones estándar (Cornish-Bowden, 1995).
In vitro, la tasa de catálisis (tasa de consumo de sustrato o de formación de productos) puede cuantificarse por métodos cromatográficos, espectroscópicos o de fluorescencia. Las sondas óptimas para los estudios in vivo tienen un producto que queda atrapado en el lugar de la actividad enzimática. Alternativamente, la concentración de la enzima puede medirse utilizando sondas que se unen al sitio activo de la enzima pero que no son catalizadas (inhibidores reversibles o irreversibles), utilizando técnicas de cuantificación similares a los ensayos de unión a receptores. La tercera opción es etiquetar activadores/inhibidores de la enzima que tienen un bolsillo de unión separado del sitio activo en la molécula de la enzima, por ejemplo, activadores de la glucoquinasa para obtener imágenes de la enzima glucoquinasa en el páncreas y el hígado.
Cuantificación mediante PET
En los estudios de PET in vivo, el sustrato original (radiofármaco) y el producto sólo pueden separarse matemáticamente a partir de las curvas cinéticas de concentración de radiactividad.
El radiofármaco FDG de PET más utilizado es una sonda que representa principalmente la actividad de la enzima hexoquinasa, basada en el atrapamiento del producto. El FDOPA se utiliza para cuantificar la actividad de la DOPA descarboxilasa en el cerebro.Rempel et al (2017) han revisado los radiofármacos PET (y SPECT) desarrollados para la obtención de imágenes de las actividades de las enzimas hidrolíticas.La obtención de imágenes de la aromatasa fue revisada por Biegon (2016).
La PET podría utilizarse para supervisar la terapia de sustitución de enzimas(Phenix et al., 2010).
Ver también:
- Inhibición enzimática
- Cinética de primer orden
- MP4A
- deprenil-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. Descubrimiento y evaluación preclínica de nuevos radiotrazadores de orientación enzimática para la tomografía por emisión de positrones. Tesis. 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. Imágenes moleculares de enzimas hidrolíticas usando PET y SPECT. Mol Imaging 2017; 16: 1536012117717852. doi: 10.1177/1536012117717852.
Etiquetas: Actividad enzimática
Actualizado en: 2019-03-07
Creado en: 2015-08-03
Escrito por: Vesa Oikonen