กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

สมการชิลด์

เปลี่ยนทางจากชื่ออื่น

ในทางเภสัชวิทยาการวิเคราะห์การถดถอยของชิลด์ (Schild regression analysis ) ซึ่งอิงตามสมการของชิลด์ (Schild equation ) ที่ตั้งชื่อตามไฮนซ์ ออตโต ชิลด์ (Heinz Otto Schild )...

สมการชิลด์

( เรียนรู้วิธีและเวลาในการลบข้อความนี้ )

แผนภาพ Schild แสดงให้เห็นถึงการใช้งานสำหรับการคำนวณความสัมพันธ์ในการจับของสารต้านการแข่งขัน[ 1 ]

ในทางเภสัชวิทยาการวิเคราะห์การถดถอยของชิลด์ (Schild regression analysis ) ซึ่งอิงตามสมการของชิลด์ (Schild equation ) ที่ตั้งชื่อตามไฮนซ์ ออตโต ชิลด์ (Heinz Otto Schild ) เป็นเครื่องมือสำหรับการศึกษาผลกระทบของสารกระตุ้น (agonists)และสารยับยั้ง (antagonists)ต่อการตอบสนองที่เกิดจากตัวรับหรือต่อการจับกันระหว่างลิแกนด์กับตัวรับ

แนวคิด

สามารถสร้าง กราฟความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนองเพื่ออธิบายการตอบสนองหรือการเกิดสารเชิงซ้อนระหว่างลิแกนด์กับตัวรับโดยขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของลิแกนด์ สารต้านฤทธิ์จะทำให้การเกิดสารเชิงซ้อนเหล่านี้ยากขึ้นโดยการยับยั้งปฏิกิริยาระหว่างลิแกนด์กับตัวรับ ซึ่งจะเห็นได้จากการเปลี่ยนแปลงในกราฟความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนอง โดยทั่วไปคือการเลื่อนไปทางขวาหรือค่าสูงสุดลดลง สารต้านฤทธิ์แบบแข่งขันที่ผันกลับได้ควรทำให้กราฟความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนองเลื่อนไปทางขวา โดยที่กราฟใหม่จะขนานกับกราฟเดิมและค่าสูงสุดจะไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากสารต้านฤทธิ์แบบแข่งขันที่ผันกลับได้เป็นสารต้านฤทธิ์ที่สามารถเอาชนะได้ ขนาดของการเลื่อนไปทางขวาสามารถวัดได้ด้วยอัตราส่วนขนาดยา r อัตราส่วนขนาดยา r คืออัตราส่วนของขนาดยาของสารกระตุ้นที่จำเป็นสำหรับการตอบสนองครึ่งหนึ่งของค่าสูงสุดเมื่อมีสารต้านฤทธิ์อยู่ด้วยบี{\displaystyle {\ce {B}}}ค่า r คำนวณจากค่าEC50ของกราฟที่ถูกยับยั้งและกราฟที่ไม่ถูกยับยั้ง หารด้วยค่า EC50 ของตัวกระตุ้นที่จำเป็นเพื่อให้ได้การตอบสนองครึ่งหนึ่งของค่าสูงสุดโดยไม่มีตัวต้าน ("กลุ่มควบคุม") กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ อัตราส่วนของค่า EC50 ของกราฟที่ถูกยับยั้งและกราฟที่ไม่ถูกยับยั้ง ดังนั้น r จึงแสดงถึงทั้งความแรงของตัวต้านและความเข้มข้นของตัวต้านที่ใช้ สมการที่ได้มาจากสมการของ Gaddumสามารถนำมาใช้เพื่อเชื่อมโยง r กับค่า r ได้[บี]{\displaystyle [{\ce {B}}]}ดังต่อไปนี้: [ 2 ]

=1+[บี]เคบี{\displaystyle r=1+{\frac {[{\ce {B}}]}{K_{B}}}}

ที่ไหน

  • r คืออัตราส่วนของปริมาณยา
  • [บี]{\displaystyle [{\ce {B}}]}คือความเข้มข้นของสารต้านฤทธิ์
  • เคบี{\displaystyle K_{B}}คือค่าคงที่สมดุลของการจับกันระหว่างสารต้านกับตัวรับ

แผนภูมิSchildเป็นแผนภูมิแบบลอการิทึมคู่ โดยทั่วไปบันทึก10(1){\displaystyle \log _{10}(r-1)}ในฐานะคำสั่งและบันทึก10[บี]{\displaystyle \log _{10}[{\ce {B}}]}โดยใช้แกน abscissaซึ่งทำได้โดยการหาค่าลอการิทึมฐาน 10 ของทั้งสองข้างของสมการก่อนหน้า แล้วลบด้วย 1:

บันทึก10(1)=บันทึก10[บี]บันทึก10(เคบี){\displaystyle \log _{10}(r-1)=\log _{10}[{\ce {B}}]-\log _{10}(K_{B})}

สมการนี้เป็นเชิงเส้นเมื่อเทียบกับบันทึก10[บี]{\displaystyle \log _{10}[{\ce {B}}]}ทำให้สามารถสร้างกราฟได้ง่ายโดยไม่ต้องคำนวณ ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งก่อนที่การใช้คอมพิวเตอร์ในเภสัชวิทยาจะแพร่หลาย จุดตัดแกน x (ที่ log (r-1)=0) ของกราฟแสดงถึงลอการิทึมลบของเคบี{\displaystyle K_{B}}และสามารถใช้เพื่อวัดความสัมพันธ์ของสารต้านได้

การทดลองเหล่านี้ต้องดำเนินการในช่วงที่กว้างมาก (ดังนั้นจึงต้องใช้มาตราส่วนลอการิทึม) เนื่องจากกลไกจะแตกต่างกันไปตามช่วงขนาดใหญ่ เช่น ที่ความเข้มข้นของยาที่สูง

การปรับแผนภาพ Schild ให้เข้ากับจุดข้อมูลที่สังเกตได้ สามารถทำได้โดยใช้การวิเคราะห์การถดถอย

การถดถอยของ Schild สำหรับการจับลิแกนด์

แม้ว่าการทดลองส่วนใหญ่จะใช้การตอบสนองของเซลล์เป็นตัววัดผลกระทบ แต่โดยพื้นฐานแล้วผลกระทบนั้นเป็นผลมาจากจลนศาสตร์การจับตัวกัน ดังนั้น เพื่อให้เห็นภาพกลไก จึงใช้การจับตัวกันของลิแกนด์ ลิแกนด์ A จะจับกับ ตัวรับ R ตามค่าคงที่สมดุล :

เค=เค1เค1{\displaystyle K_{d}={\frac {k_{-1}}{k_{1}}}}

แม้ว่าค่าคงที่สมดุลจะมีความหมายมากกว่า แต่ในตำรามักกล่าวถึงค่าผกผันของมัน นั่นคือ ค่าคงที่ความสัมพันธ์ (K = k /k ): การจับตัวที่ดีขึ้นหมายถึงความสัมพันธ์ในการจับตัวที่เพิ่มขึ้น

สมการสำหรับการจับกันของลิแกนด์อย่างง่ายกับตัวรับเอกพันธุ์เดียวคือ

[เออาร์]=[อาร์]ที[เอ][เอ]+เค{\displaystyle [AR]={\frac {[R]_{t}\,[A]}{[A]+K_{d}}}}

นี่คือสมการฮิลล์-แลงมัวร์ ซึ่งในทางปฏิบัติคือสมการฮิลล์ที่อธิบายถึงการจับตัวของสารกระตุ้น ในทางเคมี ความสัมพันธ์นี้เรียกว่าสมการแลงมัวร์ซึ่งอธิบายถึงการดูดซับของโมเลกุลลงบนตำแหน่งต่างๆ บนพื้นผิว (ดูการดูดซับ )

[อาร์]ที{\displaystyle [R]_{t}}คือจำนวนรวมของตำแหน่งการจับ และเมื่อนำสมการไปพล็อตเป็นกราฟ ค่านี้จะเป็นเส้นกำกับแนวนอนที่กราฟมุ่งไปหา กล่าวคือ จำนวนตำแหน่งการจับจะถูกครอบครองมากขึ้นเมื่อความเข้มข้นของลิแกนด์เพิ่มขึ้น แต่จะไม่มีการครอบครองถึง 100% ค่าความสัมพันธ์ในการจับ (binding affinity) คือความเข้มข้นที่จำเป็นในการครอบครอง 50% ของตำแหน่งการจับ ยิ่งค่านี้ต่ำเท่าไร ลิแกนด์ก็จะยิ่งเข้าครอบครองตำแหน่งการจับได้ง่ายขึ้นเท่านั้น

การจับกันของลิแกนด์กับตัวรับที่สภาวะสมดุลเป็นไปตามจลนศาสตร์เดียวกันกับเอนไซม์ที่สภาวะคงที่ ( สมการไมเคิลลิส-เมนเทน ) โดยไม่มีการเปลี่ยนสารตั้งต้นที่จับอยู่ให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์

สารกระตุ้นและสารยับยั้งสามารถส่งผลต่อการจับตัวของลิแกนด์ได้หลากหลายรูปแบบ พวกมันสามารถเปลี่ยนแปลงจำนวนตำแหน่งการจับสูงสุด ความสัมพันธ์ของลิแกนด์กับตัวรับ ผลกระทบทั้งสองอย่างพร้อมกัน หรือแม้แต่ผลกระทบที่แปลกประหลาดกว่านั้นเมื่อระบบที่กำลังศึกษาอยู่ในสภาพสมบูรณ์ เช่น ในตัวอย่างเนื้อเยื่อ (การดูดซึมของเนื้อเยื่อ การลดความไว และสภาวะสมดุลที่ไม่คงที่อื่นๆ อาจเป็นปัญหาได้)

ยาที่สามารถเอาชนะได้จะเปลี่ยนความสัมพันธ์ในการจับตัว:

  • ลิแกนด์คู่แข่ง:เค=เค1+[บี]เค{\displaystyle K_{d}'=K_{d}{\frac {1+[B]}{K_{b}}}}
  • ลิแกนด์อัลโลสเตอริกแบบร่วมมือ:เค=เคเคบี+[บี]เคบี+[บี]α{\displaystyle K_{d}'=K_{d}{\frac {K_{B}+[B]}{K_{B}+{\frac {[B]}{\alpha }}}}}

ยาที่ไม่สามารถเอาชนะได้จะเปลี่ยนค่าการจับสูงสุด:

  • การผูกมัดแบบไม่แข่งขัน:[อาร์]ที=[อาร์]ที1+[บี]เค{\displaystyle [R]'_{t}={\frac {[R]_{t}}{1+{\frac {[B]}{K_{b}}}}}}
  • การจับยึดที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

การวิเคราะห์การถดถอยของชิลด์ยังสามารถเปิดเผยได้ว่ามีตัวรับมากกว่าหนึ่งประเภทหรือไม่ และยังสามารถแสดงให้เห็นว่าการทดลองดำเนินการผิดพลาดหรือไม่ เนื่องจากระบบยังไม่ถึงสภาวะสมดุล

การทดสอบการจับตัวของสารกัมมันตรังสี

การทดสอบตัวรับรังสี (RRA) ครั้งแรกดำเนินการในปี พ.ศ. 2513 โดย Lefkowitz และคณะ โดยใช้ฮอร์โมนที่ติดฉลากด้วยรังสีเพื่อกำหนดความสัมพันธ์ในการจับกับตัวรับ[ 3 ]

การทดสอบตัวรับรังสีต้องแยกลิแกนด์ที่จับกับลิแกนด์อิสระออกจากกัน ซึ่งทำได้โดยการกรองการปั่นเหวี่ยงหรือการฟอกไต[ 4 ]

วิธีที่ไม่ต้องแยกสารคือการตรวจวิเคราะห์แบบตรวจจับการเรืองแสงโดยอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่ารังสีเบตาจาก3Hเดินทางได้ในระยะทางสั้นมาก ตัวรับสัญญาณจะถูกยึดติดกับลูกปัดที่เคลือบด้วยสารเรืองแสงโพลีไฮดรอกซี เฉพาะลิแกนด์ที่ยึดติดเท่านั้นที่จะถูกตรวจจับ

ปัจจุบัน วิธีการเรืองแสงเป็นที่นิยมมากกว่าวัสดุกัมมันตรังสี เนื่องจากต้นทุนต่ำกว่า อันตรายน้อยกว่า และสามารถทำการทดลองหลายปฏิกิริยาพร้อมกันได้ในปริมาณมาก ปัญหาอย่างหนึ่งคือ ลิแกนด์ที่ติดฉลากด้วยสารเรืองแสงจะต้องมีฟลูออโรฟอร์ขนาดใหญ่ ซึ่งอาจขัดขวางการจับตัวของลิแกนด์ ดังนั้น ฟลูออโรฟอร์ที่ใช้ ความยาวของตัวเชื่อม และตำแหน่งของมันจึงต้องได้รับการคัดเลือกอย่างระมัดระวัง

ตัวอย่างหนึ่งคือการใช้FRETซึ่งฟลูออโรฟอร์ของลิแกนด์จะถ่ายโอนพลังงานไปยังฟลูออโรฟอร์ของแอนติบอดีที่สร้างขึ้นเพื่อต่อต้านตัวรับ

วิธีการตรวจจับอื่นๆ เช่นการเรโซแนนซ์ของพลาสมาบนพื้นผิวไม่จำเป็นต้องใช้สารเรืองแสงด้วยซ้ำ

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • Kenakin T (1993). การวิเคราะห์ทางเภสัชวิทยาของปฏิกิริยาระหว่างยาและตัวรับ . นิวยอร์ก: Raven Press.
  • curvefit.com - กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนองในกรณีที่มีสารต้านฤทธิ์เพื่อคำอธิบายที่ชัดเจนยิ่งขึ้น
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Schild_equation&oldid=1337793436 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สมการชิลด์

ในทางเภสัชวิทยาการวิเคราะห์การถดถอยของชิลด์ (Schild regression analysis ) ซึ่งอิงตามสมการของชิลด์ (Schild equation ) ที่ตั้งชื่อตามไฮนซ์ ออตโต ชิลด์ (Heinz Otto Schild )...

แนวคิด

สามารถสร้าง กราฟความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนอง เพื่ออธิบายการตอบสนองหรือการเกิดสารเชิงซ้อนระหว่างลิแกนด์กับตัวรับโดยขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของลิแกนด์ สารต้านฤทธิ์จะทำให้การเกิดสารเชิงซ้อนเหล่านี้ยากขึ้นโดยการยับยั้งปฏิกิริยาระหว่างลิแกนด์กับตัวรับ...

การถดถอยของ Schild สำหรับการจับลิแกนด์

แม้ว่าการทดลองส่วนใหญ่จะใช้การตอบสนองของเซลล์เป็นตัววัดผลกระทบ แต่โดยพื้นฐานแล้วผลกระทบนั้นเป็นผลมาจากจลนศาสตร์การจับตัวกัน ดังนั้น เพื่อให้เห็นภาพกลไก จึงใช้การจับตัวกัน ของลิแกนด์ ลิแกนด์ A จะจับกับ ตัวรับ R ตามค่าคงที่สมดุล :

การทดสอบการจับตัวของสารกัมมันตรังสี

การทดสอบตัวรับรังสี (RRA) ครั้งแรกดำเนินการในปี พ.ศ. 2513 โดย Lefkowitz และคณะ โดยใช้ฮอร์โมนที่ติดฉลากด้วยรังสีเพื่อกำหนดความสัมพันธ์ในการจับกับตัวรับ [ 3 ]