Aktywność enzymów
Stężenia molowego enzymów nie można zmierzyć in vivo, a w obrazowaniu medycznym kwantyfikacja aktywności enzymu jest bardziej przydatna niż masa białka enzymatycznego. Biochemicy tradycyjnie definiują aktywność enzymu jako ilość enzymu, która katalizuje przemianę 1 µmol substratu w produkty w ciągu 1 min w standardowych warunkach. Odpowiadająca jednostka SI katal (kat) jest zdefiniowana jako ilość aktywności wystarczająca do katalizy przemiany 1 mol substratu w produkty w ciągu 1 s w standardowych warunkach (Cornish-Bowden, 1995).
In vitro szybkość katalizy (szybkość zużycia substratu lub tworzenia produktu) może być określona ilościowo za pomocą metod chromatograficznych, spektroskopowych lub fluorescencyjnych. Optymalne sondy do badań in vivo posiadają produkt, który jest uwięziony w miejscu aktywności enzymu. Alternatywnie, stężenie enzymu może być mierzone przy użyciu sond, które są związane z miejscem aktywnym enzymu, ale nie są katalizowane (odwracalne lub nieodwracalne inhibitory), przy użyciu technik kwantyfikacji podobnych do testów wiązania receptorów. Trzecią opcją jest znakowanie enzymatycznych aktywatorów/inhibitorów, które mają kieszeń wiążącą oddzieloną od miejsca aktywnego w cząsteczce enzymu, na przykład aktywatory glukokinazy do obrazowania enzymu glukokinazy w trzustce i wątrobie.
Kwantyfikacja przy użyciu PET
W badaniach PET in vivo oryginalny substrat (radiofarmaceutyk) i produkt mogą być oddzielone jedynie matematycznie na podstawie kinetycznych krzywych stężenia radioaktywności.
Najczęściej stosowany radiofarmaceutyk PET FDG jest sondą obrazującą głównie aktywność enzymu heksokinazy, opartą na wychwytywaniu produktu. FDOPA jest wykorzystywany do ilościowego określania aktywności dekarboksylazy DOPA w mózgu.Rempel i wsp. (2017) dokonali przeglądu radiofarmaceutyków PET (i SPECT) opracowanych do obrazowania aktywności enzymów hydrolitycznych.Obrazowanie aromatazy zostało zrecenzowane przez Biegona (2016).
PET może być wykorzystywany do monitorowania enzymatycznej terapii zastępczej(Phenix i wsp., 2010).
Zobacz także:
- Inhibicja enzymu
- Kinetyka pierwszego rzędu
- 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. Praca dyplomowa. 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. Obrazowanie molekularne enzymów hydrolitycznych przy użyciu PET i SPECT. Mol Imaging 2017; 16: 1536012117717852. doi: 10.1177/1536012117717852.
Tagi: Aktywność enzymów
Zaktualizowano na: 2019-03-07
Created at: 2015-08-03
Written by: Vesa Oikonen
Tag.