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引言

动力学实验可测定未标记化合物的解离速率常数和结合速率常数(解离速率常数和结合速率常数)。 将标记配体与未标记配体混合,并随时间推移测量标记配体的结合情况。将其拟合到下文所述的相应模型中,将标记配体的速率常数约束为由其他实验确定的常数值,并拟合未标记化合物的速率常数。

如果仅使用一种浓度的标记配体和放射性配体,则很难以合理的精度测定速率常数。但如果在两种(或更多)浓度的未标记配体下测量动力学参数,结果将精确得多。

分步操作

创建一个 XY 数据表。在 X 轴中输入时间(单位:分钟),在 Y 轴中输入特异性结合值(单位:cpm)。在 A 列中输入一种浓度的无标记配体的结合值,在 B 列中输入另一种浓度的结合值,依此类推。将浓度(单位:nM)输入到列标题中。

从特异性结合率数据表中,点击“分析”,选择“非线性回归”,选择“动力学结合方程”面板,然后选择“竞争性结合动力学”。

将 k1 和 k2 约束为根据结合动力学实验确定的常数值。k1 是热配体的结合速率常数(单位为 M⁻¹ min⁻¹),k2 是其解离速率常数(单位为 min⁻¹)。

此外,将 L 约束为一个常数,其值等于标记配体的浓度(单位为 nM)。

I 被约束为一个列常数,其值来自列标题。

模型

KA = K1*L*1E-9 + k2

KB = K3*I*1e-9 + K4

S=√((KA-KB)²+4*K1*K3*L*I*1e-18)

KF = 0.5 * (KA + KB + S)

KS = 0.5 * (KA + KB - S)

DIFF = KF - KS

Q=Bmax*K1*L*1e-9/DIFF

Y=Q*(k4*DIFF/(KF*KS)+((K4-Kf)/KF)*exp(-KF*X)-((K4-KS)/KS)*exp(-KS*X))

 

参数解读

k3 是未标记配体的结合速率常数,单位为 M⁻¹ min⁻¹。  

k4 是未标记配体的解离速率常数,单位为 min⁻¹。

Bmax 是受体的总数。可以将其保留为变量,也可以将其设置为从其他实验中已知的常数。Bmax 是在与极高浓度的放射性配体达到平衡时的最大结合量。它通常远大于实验中观察到的任何结合量。

这三个参数均被设为共享,因此 Prism 会针对所有数据集,为这三个参数各自拟合一个值。

注

•该方程未考虑配体耗竭。其假设只有一小部分放射性配体与受体结合,因此放射性配体的游离浓度非常接近添加浓度。

•只有在早期时间点拥有大量数据点时,该方法才能给出可靠的结果。

•K4/K3 的比值是冷配体的平衡解离常数(单位为摩尔)。应将该值(通过动力学测定)与通过平衡竞争测定的相同值进行比较。

该模型的扩展

Pharmechanics 对该方程进行了调整,从两个方面扩展了竞争性结合动力学的分析:

•处理受体、热化合物和冷化合物添加顺序不同的情况。竞争性结合动力学方程的设计基于最常用的检测格式,即受体同时暴露于两种配体,也就是受体最后加入。 但在某些情况下,试剂添加顺序会有所不同,例如受体与未标记化合物或标记配体的预孵育

•处理快速解离的化合物。竞争性结合动力学方程最初是为解离速度足够慢的未标记配体设计的,这种情况下拟合结果能提供合理的动力学参数估计。当未标记配体快速解离时,往往会导致模糊拟合,因为配体达到平衡的速度过快,使得原有的动力学假设不再适用。在此情况下,采用假设未标记配体与游离受体快速达到平衡的方程,可对数据进行更好的拟合。

点击此处了解更多信息并下载 Prism 文件。

参考文献                                                                         

该方法由Motulsky和Mahan在《分子药理学》(Molecular Pharmacology)1984年第25卷第1-9页中描述。