Enzymaktivitet
Enzymernas molära koncentrationer kan inte mätas in vivo, och vid medicinsk avbildning är det mer användbart att kvantifiera enzymaktiviteten än massan av enzymprotein. Biokemister har traditionellt definierat enzymaktiviteten som den mängd enzym som katalyserar omvandlingen av 1 µmol substrat till produkter på 1 minut under standardförhållanden. Motsvarande SI-enhet katal (kat) definieras som den mängd aktivitet som är tillräcklig för att katalysera omvandlingen av 1 mol substrat till produkter på 1 s under standardförhållanden (Cornish-Bowden, 1995).
In vitro kan katalyshastigheten (substratförbrukningshastigheten eller produktbildningshastigheten) kvantifieras med kromatografiska, spektroskopiska eller fluorescensmetoder. Optimala prober för in vivo-studier har en produkt som är fångad på den plats där enzymet är verksamt. Alternativt kan enzymkoncentrationen mätas med hjälp av prober som är bundna till enzymets aktiva plats men som inte katalyseras (reversibla eller irreversibla hämmare), med hjälp av kvantifieringstekniker som liknar receptorbindningsanalyser. Det tredje alternativet är att märka enzymaktivatorer/inhibitorer som har en bindningsficka som är skild från den aktiva platsen i enzymmolekylen, t.ex. glukokinasaktivatorer för att avbilda glukokinasenzym i bukspottkörteln och levern.
Kvantifiering med hjälp av PET
I in vivo PET-studier kan det ursprungliga substratet (radiofarmaka) och produkten endast separeras matematiskt från de kinetiska koncentrationskurvorna för radioaktivitet.
Den vanligaste PET-radiofarmaka FDG är en sond som huvudsakligen avbildar hexokinasenzymets aktivitet, baserad på fångst av produkten. FDOPA används för att kvantifiera DOPA-dekarboxylasaktiviteten i hjärnan.Rempel et al (2017) har gått igenom de PET- (och SPECT-) radiofarmaka som utvecklats för avbildning av hydrolytiska enzymaktiviteter.Avbildning av aromatas har granskats av Biegon (2016).
PET skulle kunna användas för att övervaka enzymersättningsbehandling(Phenix et al, 2010).
Se även:
- Enzymhämning
- Första ordningens kinetik
- 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. Upptäckt och preklinisk utvärdering av nya enzymriktade radiotrakers för positronemissionstomografi. Avhandling. Institute of Medical Science, University of Toronto, 2015.
Holland JP, Cumming P, Vasdev N. PET radiofarmaceuticals 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. Molekylär avbildning av hydrolytiska enzymer med hjälp av PET och SPECT. Mol Imaging 2017; 16: 1536012117717852. doi: 10.1177/1536012117717852.
Tags: Enzymaktivitet
Uppdaterad kl: 2019-03-07
Skapad den: 2019-03-07
Skapad den: 2019-03-07
2015-08-03
Skrivet av: Vesa Oikonen