IC50 - IC50

Визуальная демонстрация того, как рассчитать значение IC50: расположите данные с ингибированием по вертикальной оси и логарифм (концентрация) по горизонтальной оси; затем определить максимальное и минимальное ингибирование; тогда IC50 - это концентрация, при которой кривая проходит через уровень 50% ингибирования.

В половина максимальной ингибирующей концентрации (IC50) является мерой потенция вещества при ингибировании конкретной биологической или биохимической функции. IC50 количественная мера, показывающая, сколько именно тормозящий вещество (например, лекарство) необходимо для подавления, in vitro, данного биологического процесса или биологического компонента на 50%.[1] Биологический компонент может быть фермент, клетка, клеточный рецептор или же микроорганизм. IC50 значения обычно выражаются как молярная концентрация.

IC50 обычно используется как мера препарат-антагонист потенция в фармакологический исследование. IC50 сопоставима с другими показателями потенции, такими как EC50 за возбуждающие препараты. EC50 представляет собой дозу или концентрацию в плазме, необходимую для получения 50% максимального эффекта in vivo.[1][мертвая ссылка ]

IC50 можно определить с помощью функциональных анализов или тестов конкурентного связывания.

Иногда IC50 значения конвертируются в pIC50 шкала.

Из-за знака минус более высокие значения pIC50 указывают на экспоненциально более сильные ингибиторы. pIC50 обычно дается в терминах молярная концентрация (моль / л или М), что требует IC50 в единицах М.[2]

IC50 терминология также используется для некоторых поведенческих показателей in vivo, таких как тест на потребление жидкости из двух бутылок. Когда животные уменьшают потребление из бутылки с водой, наполненной лекарством, концентрация препарата, которая приводит к снижению потребления на 50%, считается IC.50 для потребления жидкости этого препарата.[3]

Функциональный антагонистический анализ

IC50 лекарственного средства можно определить, построив кривая доза-ответ и изучение влияния различных концентраций антагониста на изменение активности агониста. IC50 значения могут быть рассчитаны для данного антагониста путем определения концентрации, необходимой для подавления половины максимального биологического ответа агониста.[4] IC50 значения можно использовать для сравнения эффективности двух антагонистов.

IC50 значения очень зависят от условий, в которых они измеряются. Как правило, чем выше концентрация ингибитора, тем сильнее снижается активность агониста. IC50 значение увеличивается по мере увеличения концентрации агониста. Кроме того, в зависимости от типа ингибирования на IC могут влиять другие факторы.50 ценить; за АТФ зависимые ферменты IC50 значение имеет взаимозависимость с концентрацией АТФ, особенно если ингибирование - это все конкурентный.

IC50 и близость

Анализы конкурентного связывания

В этом типе анализа одна концентрация радиолиганда (обычно агониста) используется в каждой пробирке. Лиганд используется в низкой концентрации, обычно равной или ниже ее. Kd ценить. Затем определяется уровень специфического связывания радиолиганда в присутствии ряда концентраций других конкурирующих нерадиоактивных соединений (обычно антагонистов), чтобы измерить эффективность, с которой они конкурируют за связывание радиолиганда. Кривые конкуренции также могут быть адаптированы с помощью компьютера к логистической функции, как описано в разделе «Прямая подгонка».

В этой ситуации IC50 представляет собой концентрацию конкурирующего лиганда, которая замещает 50% специфического связывания радиолиганда. IC50 значение преобразуется в абсолютное константа ингибирования Kя с использованием Уравнение Ченга-Прусова сформулированы Юнг-Чи Ченгом и Уильям Прусов (искатья).[4][5]

Уравнение Ченга Прусова

IC50 не является прямым индикатором близость хотя они могут быть связаны, по крайней мере, для конкурентных агонистов и антагонистов уравнением Ченга-Прусоффа.[6] Для ферментативных реакций это уравнение:

где Kя - аффинность связывания ингибитора, IC50 - функциональная сила ингибитора, [S] - фиксированная концентрация субстрата, а Kм это Константа Михаэлиса то есть концентрация субстрата, при которой активность фермента составляет половину максимальной (но ее часто путают со сродством к субстрату для фермента, а это не так).[7][8]

В качестве альтернативы, для констант ингибирования клеточных рецепторов:[9]

где [A] - фиксированная концентрация агониста, а ЕС50 - концентрация агониста, которая приводит к половине максимальной активации рецептора. В то время как IC50 значение для соединения может варьироваться между экспериментами в зависимости от условий эксперимента (например, концентрации субстрата и фермента), Kя является абсолютной величиной. Kя константа ингибирования лекарственного средства; концентрация конкурирующего лиганда в конкурентном анализе, которая занимала бы 50% рецепторов, если бы лиганд не присутствовал.[5]

Уравнение Ченга-Прусоффа дает хорошие оценки при высоких концентрациях агонистов, но завышает или недооценивает Kя при низких концентрациях агониста. В этих условиях рекомендованы другие анализы.[9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Hoetelmans RM. «IC50 по сравнению с EC50». Связь PK-PD для антиретровирусных препаратов. Амстердам: Госпиталь Слотерваарт. Архивировано из оригинал 28 мая 2017 г. - через Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.
  2. ^ Стюарт MJ, Watson ID (июль 1983 г.). «Стандартные единицы для выражения концентраций лекарств в биологических жидкостях». Британский журнал клинической фармакологии. 16 (1): 3–7. Дои:10.1111 / j.1365-2125.1983.tb02136.x. ЧВК  1427960. PMID  6882621.
  3. ^ Робинсон С.Ф., Маркс М.Дж., Коллинз А.С. (апрель 1996 г.). «Штаммы инбредных мышей различаются по пероральному самовыбору никотина». Психофармакология. 124 (4): 332–9. Дои:10.1007 / bf02247438. PMID  8739548.
  4. ^ а б Бек Б., Чен Ю.Ф., Дере В., Деванараян В., Иствуд Б.Дж., Фармен М.В. и др. (Ноябрь 2017 г.). «Пробирные операции для поддержки SAR». Руководство по проведению анализа. Eli Lilly & Company и Национальный центр развития переводческих наук.
  5. ^ а б «Методы связывания рецепторов: тесты конкуренции (ингибирования или замещения)». Руководство по фармакологии. Glaxo Wellcome.
  6. ^ Cheng Y, Prusoff WH (декабрь 1973 г.). «Связь между константой ингибирования (K1) и концентрацией ингибитора, которая вызывает 50-процентное ингибирование (I50) ферментативной реакции». Биохимическая фармакология. 22 (23): 3099–108. Дои:10.1016/0006-2952(73)90196-2. PMID  4202581.
  7. ^ Шринивасан, Бхарат (27.09.2020). «Совет: обучение кинетике ферментов». Журнал FEBS. Дои:10.1111 / фев.15537. ISSN  1742-464X.
  8. ^ Шринивасан, Бхарат (08.10.2020). «Явное лечение не Михаэлиса-Ментена и атипичной кинетики при раннем открытии лекарств». dx.doi.org. Получено 2020-11-12.
  9. ^ а б Лазарено С., Бердсол, штат Нью-Джерси (август 1993 г.). «Оценка сродства конкурентного антагониста по кривым функционального ингибирования с использованием уравнений Гаддама, Шильда и Ченга-Прусоффа». Британский журнал фармакологии. 109 (4): 1110–9. Дои:10.1111 / j.1476-5381.1993.tb13737.x. ЧВК  2175764. PMID  8401922.

внешняя ссылка