Atividade enzimática
Concentração molar de enzimas não pode ser medida in vivo, e em imagens médicas a quantificação da atividade de uma enzima é mais útil do que a massa de proteína enzimática. Os bioquímicos têm tradicionalmente definido a atividade enzimática como a quantidade de enzima que catalisa a transformação de 1 µmol de substrato em produtos em 1 min sob condições padrão. A unidade SI correspondente katal (kat) é definida como a quantidade de actividade suficiente para catalisar a transformação de 1 mol de substrato em produtos em 1 s sob condições padrão (Cornish-Bowden, 1995).
In vitro a taxa de catálise (taxa de consumo de substrato ou formação de produto) pode ser quantificada por métodos cromatográficos, espectroscópicos ou fluorescentes. As sondas ideais para estudos in vivo têm um produto que está preso dentro do local da actividade enzimática. Alternativamente, a concentração da enzima pode ser medida usando sondas que estão ligadas ao local ativo da enzima, mas não são catalisadas (inibidores reversíveis ou irreversíveis), usando técnicas de quantificação semelhantes aos ensaios de ligação dos receptores. A terceira opção é rotular ativadores/inibidores enzimáticos que têm uma bolsa de ligação separada do local ativo na molécula enzimática, por exemplo, ativadores de glucokinase para a imagem da enzima glucokinase no pâncreas e fígado.
Quantificação usando PET
O PET in vivo estuda o substrato original (radiofármaco) e o produto só pode ser separado matematicamente das curvas de concentração de radioatividade cinética.
O radiofármaco PET mais comumente usado FDG é uma sonda que retrata principalmente a atividade da enzima hexoquinase, baseada na armadilha do produto. FDOPA é usado para quantificar a atividade da DOPA decarboxilase no cérebro. Rempel et al (2017) revisaram os radiofármacos PET (e SPECT) desenvolvidos para a imagem de atividades de enzimas hidrolíticas. A imagem da aromatase foi revisada por Biegon (2016).
PET poderia ser usada para monitorar a terapia de reposição enzimática (Phenix et al, 2010).
Veja também:
- Inibição enzimática
- Cinética de primeira ordem
- MP4A
- deprenil-D2
Cornish-Bowden A. Fundamentals of Enzyme Kinetics. Edição revista,Portland Press, 1995.
Cumming P, Vasdev N. O ensaio da atividade enzimática por tomografia de emissão de pósitrons. Neurométodos 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. Descoberta e avaliação pré-clínica de nova enzima visando radiotraqueadores para tomografia por emissão de pósitrons. Tese. Instituto de Ciências Médicas, Universidade de Toronto, 2015.
Holland JP, Cumming P, Vasdev N. PET radiofármacos para sondagem de enzimas no cérebro. Am J Nucl Med Mol Imaging 2013; 3(3): 194-216.PMID: 23638333.
Rempel BP, Price EW, Phenix CP. Imagens moleculares de enzimas hidrolíticas usando PET e SPECT. Mol Imaging 2017; 16: 1536012117717852. doi: 10.1177/1536012117717852.
Tags: Actividade enzimática
Actualizado em: 2019-03-07
Criado em: 2015-08-03
Criado em: 2019-08-03-03
Escrito por: Vesa Oikonen