Chromogene Substrate

Biochemischer Hintergrund

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.

Sensitivität und Selektivität

S-2222S-2238S-2251S-2266S-2288S-2302S-2366S-2403S-2765
Trypsin0.7300.2700.0300.1100.3500.070NDNDND
Thrombin0.0050.4800.0020.0050.2800.0300.3650.0150.020
Faktor Xa0.2000.0080.0010.0010.0840.0400.0120.0020.610
Plasma Kallikrein0.0050.0070.0070.0060.1000.1900.1100.0060.030
Gland. Kallikrein< 0.001< 0.0010.0020.0110.0010.008NDNDND
Plasmin0.0060.0020.0400.0020.0420.0400.1300.1000.009
Urokinase0.0070.002< 0.0010.0010.031< 0.001ND0.005ND
sc t-PA0.0240.0040.0030.0040.0300.003NDNDND
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< 0.0010.073ND0.0360.0750.0200.110NDND

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

  1. Friberger P. Chromogenic peptide substrates. Their use for the assay of factors in the fibrinolytic and plasma kallikrein-kinin systems. Scand J Clin Lab Invest Suppl 162, 1982.
  2. Gallimore MJ, Friberger P. Chromogenic peptide substrate assays and their clinical applications. Blood Rev 5, 117-127, 1991.
  3. Hemker HC. Handbook of synthetic substrates for the coagulation and fibrinolytic system. Martinus Nijhoff Publ., The Hague, 1983.
  4. Friberger P. Synthetic Peptide Substrate Assays in Coagulation and Fibrinolysis and Their Application on Automates. Sem Thromb Haemost 9, 281-300, 1983.
  5. Trobisch H, Klasing KH. Die Bedeutung chromogener Peptidsubstrate für die Gerinnungsdiagnostik. Med Labor 33, 183-191, 1980.
  6. Bruhn HD, Broers H. Chromogene Substrate in der Blutgerinnungsdiagnostik und in der Überwachung der Antikoagulantien und Fibrinolysetherapie. Internist Prax 21, 623-629, 1981.

Übersicht

ArtikelFormelSelektivitätPackungsgrößeArtikel-Nr.
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 mg41201
S-2238TMH-D-Phe-Pip-Arg-pNA x 2 HClZur Bestimmung von Antithrombin, Thrombin, Prothrombin und Plättchenfaktor 3.25 mg41202
S-2251TMH-D-Val-Leu-Lys-pNA x 2 HClZur Bestimmung von Plasminogen, Plasmin-Inhibitor und Streptokinase.25 mg41206
S-2288TMH-D-Ile-Pro-Arg-pNA x 2 HClZur Bestimmung von t-PA in gereinigten Präparationen und der proteolytischen Aktivität in Plasma, Serum und Euglobulin-Fraktionen.25 mg41212
S-2302TMH-D-Pro-Phe-Arg-pNA x 2 HClZur 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 mg41205
S-2366TMpyroGlu-Pro-Arg-pNA x HClZur Bestimmung von Protein C, Faktor XI und HMW Kininogen im Plasma.25 mg41222
S-2403TMpyroGlu-Phe-Lys-pNA x HClZur Bestimmung von Plasmin nach Streptokinase-Aktivierung des Plasminogens.25 mg41234
S-2765TMN-a-Z-D-Arg-Gly-Arg-pNA x 2 HClZur Bestimmung von Faktor X, Faktor Xa, Heparin, Faktor VII, Faktor VIII, TFPI und Trypsin.25 mg41249