Im Organismus finden ständig chemische Reaktionen statt, die bei Körpertemperatur und neutralem pH ohne Katalysator nur sehr langsam oder überhaupt nicht ablaufen. Diese Biokatalysatoren sind Proteine, die als Enzyme bezeichnet werden. Handelt es sich bei ihren natürlichen Substraten um Proteine, so werden diese durch proteolytische Spaltungen in Peptide oder freie Aminosäuren abgebaut. Diese Vorgänge sind hochspezifisch, es werden nur Peptidbindungen innerhalb bestimmter Sequenzen von Aminosäuren hydrolysiert.
Um 1970 begann man, synthetische Substrate zu konstruieren, um Enzymaktivitäten zu messen. Durch Nachbau der spezifischen Aminosäuresequenz besitzen die synthetischen Substrate ähnliche Selektivität wie die natürlichen Substrate eines bestimmten Enzyms. Die synthetischen Substrate bestehen aus einer Sequenz von 3-4 Aminosäuren mit einer chromogenen Gruppe am Ende. Diese wird in Anwesenheit des zu bestimmenden Enzyms abgespalten und setzt einen Farbstoff frei, der photometrisch messbar ist. Die chromogene Gruppe wird Chromophor (griech.: chroma = Farbe) genannt. Ein bei diesen chromogenen Substraten häufig verwendetes Chromophor ist das p-Nitroanilin (pNA), dessen gelbe Farbe bei λ = 405 nm messbar ist.
Von großer Bedeutung für den richtigen Einsatz chromogener Substrate ist die Spezifität und Selektivität bezüglich der verschiedenen Enzyme. Spezifität ist eine Eigenschaft des Enzyms und beschreibt Einschränkungen bei der Spaltung unterschiedlicher Substrate: Ein völlig spezifisches Enzym spaltet demnach nur ein ganz bestimmtes Substrat. In der Regel ist die Spezifität eines proteolytischen Enzyms jedoch nicht sehr hoch. Die meisten dieser Enzyme spalten unterschiedliche Substrate, wenn auch mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Die Selektivität ist als Eigenschaft des Substrates ein Maß dafür, wie gut dieses Substrat durch verschiedene Enzyme gespalten wird.
S-2222 | S-2238 | S-2251 | S-2266 | S-2288 | S-2302 | S-2366 | S-2403 | S-2765 | |
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Trypsin | 0.730 | 0.270 | 0.030 | 0.110 | 0.350 | 0.070 | ND | ND | ND |
Thrombin | 0.005 | 0.480 | 0.002 | 0.005 | 0.280 | 0.030 | 0.365 | 0.015 | 0.020 |
Faktor Xa | 0.200 | 0.008 | 0.001 | 0.001 | 0.084 | 0.040 | 0.012 | 0.002 | 0.610 |
Plasma Kallikrein | 0.005 | 0.007 | 0.007 | 0.006 | 0.100 | 0.190 | 0.110 | 0.006 | 0.030 |
Gland. Kallikrein | < 0.001 | < 0.001 | 0.002 | 0.011 | 0.001 | 0.008 | ND | ND | ND |
Plasmin | 0.006 | 0.002 | 0.040 | 0.002 | 0.042 | 0.040 | 0.130 | 0.100 | 0.009 |
Urokinase | 0.007 | 0.002 | < 0.001 | 0.001 | 0.031 | < 0.001 | ND | 0.005 | ND |
sc t-PA | 0.024 | 0.004 | 0.003 | 0.004 | 0.030 | 0.003 | ND | ND | ND |
PMN-Elastase | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 |
Chymotrypsin | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 |
Aktiviertes Protein C | < 0.001 | 0.073 | ND | 0.036 | 0.075 | 0.020 | 0.110 | ND | ND |
Die Tabelle zeigt Beispiele für den Substratumsatz einiger Substrate mit unterschiedlichen Proteasen [4 x 10-9 mol/l], ausgedrückt als ΔA/min. Die orange hervorgehobenen Werte zeigen die größte Selektivität eines Substrates für eine bestimmte Protease an. ND - Nicht gemessen.
Literatur
Artikel | Formel | Selektivität | Packungsgröße | Artikel-Nr. |
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S-2222TM | Bz-Ile-Glu(g-OR)-Gly-Arg-pNA x HCl | Zur Bestimmung von Faktor VII, Faktor VIII, Faktor X, Faktor Xa, Plättchenfaktor 4, TFPI, Heparin, Antitrypsin und Trypsin. | 25 mg | 41201 |
S-2238TM | H-D-Phe-Pip-Arg-pNA x 2 HCl | Zur Bestimmung von Antithrombin, Thrombin, Prothrombin und Plättchenfaktor 3. | 25 mg | 41202 |
S-2251TM | H-D-Val-Leu-Lys-pNA x 2 HCl | Zur Bestimmung von Plasminogen, Plasmin-Inhibitor und Streptokinase. | 25 mg | 41206 |
S-2288TM | H-D-Ile-Pro-Arg-pNA x 2 HCl | Zur Bestimmung von t-PA in gereinigten Präparationen und der proteolytischen Aktivität in Plasma, Serum und Euglobulin-Fraktionen. | 25 mg | 41212 |
S-2302TM | H-D-Pro-Phe-Arg-pNA x 2 HCl | Zur Bestimmung von Präkallikrein, Kallikrein-Inhibitoren und Kallikrein-like Activity im Plasma, Faktor XII im Plasma und von Präkallikrein Aktivator in Albumin- und Immunglobulin-Präparationen. | 25 mg | 41205 |
S-2366TM | pyroGlu-Pro-Arg-pNA x HCl | Zur Bestimmung von Protein C, Faktor XI und HMW Kininogen im Plasma. | 25 mg | 41222 |
S-2403TM | pyroGlu-Phe-Lys-pNA x HCl | Zur Bestimmung von Plasmin nach Streptokinase-Aktivierung des Plasminogens. | 25 mg | 41234 |
S-2765TM | N-a-Z-D-Arg-Gly-Arg-pNA x 2 HCl | Zur Bestimmung von Faktor X, Faktor Xa, Heparin, Faktor VII, Faktor VIII, TFPI und Trypsin. | 25 mg | 41249 |