IC50

IC50 ehk poolmaksimaalne inhibeerimiskontsentratsioon on ensüümi pöörduva inhibiitori kontsentratsioon, mille juures ensümaatiliselt katalüüsitava reaktsiooni kiirus väheneb poole võrra. Lühend tuleneb sõnadest inhibiitor, kontsentratsioon (ingl k concentration) ja kiiruse muutumisest 50% võrra. Mida väiksem on aine IC50 väärtus, seda väiksemal kontsentratsioonil omab uuritav aine olulist toimet katsesüsteemile. Mõistet kasutatakse biokeemias, farmakoloogias ja toksikoloogias ka laiemalt, iseloomustades näiteks retseptorit blokeeriva ligandi (antagonisti), rakkude jagunemist pidurdava (tsütostaatilise) või rakusurma esilekutsuva (tsütotoksilise) aine mõju katsesüsteemile. Laiemas mõistes tähistab IC50 seega toimeaine kontsentratsiooni, mille juuresolekul kahaneb süsteemis mõõdetav bioloogiline vastus poole võrra. IC50 mõõtühik vastab toimeaine kontsentratsiooni mõõtühikule (tüüpiliselt mol/dm3, kuid kasutatakse ka toimeaine massi ja reaktsioonisegu ruumala suhet vms). IC50 ei ole absoluutne ainet iseloomustav suurus, sest IC50 väärtus sõltub katsesüsteemi muudest komponentidest. Näiteks ensüümi inhibeerimisel sõltub inhibiitori IC50 väärtus katalüüsitavas reaktsioonis kasutatavast substraadist (st substraadi afiinsusest ensüümi suhtes) ning ka substraadi kontsentratsioonist. Matemaatiliselt leitakse IC50 asemel sageli selle kümnendlogaritm (logIC50), lähendades inhibiitori juuresolekul mõõdetud ensümaatilise reaktsiooni doosi-vastuse kõverat sigmoidfunktsioonile. Funktsiooni käänupunkti x-telje koordinaat vastabki logIC50 väärtusele. Pöördumatute ehk kovalentsete inhibiitorite puhul on õigem kasutada IC50 asemel teisi parameetreid, sest kovalentse sideme moodustumisel inhibiitori ja ensüümi vahel väheneb uuritavas süsteemis pidevalt vaba ensüümi hulk ning IC50 väärtus nihkub ajas inhibiitori üha madalamate kontsentratsioonide juurde, kuni kogu ensüüm on inhibiitoriga seotud. Samas on uuringuid, mis raporteerivad kovalentsete inhibiitorite IC50 väärtust konkreetse ettedefineeritud aja möödumisel ensümaatilise reaktsiooni käivitamisest. See võimaldab uuringu piires siiski võrrelda IC50 väärtuse alusel erinevate pöördumatute inhibiitorite toimet. IC50-ga analoogne suurus on EC50 (poolmaksimaalne efektiivne kontsentratsioon, ingl k half-maximal effective concentration), mida kasutatakse aktivaatorite ja agonistide jaoks. EC50 on toimeaine kontsentratsioon, mille juuresolekul katsesüsteem aktiveerub 50% ulatuses maksimaalselt võimalikust tasemest. Zadorožnaja, Anna (2017). "Proteiinkinaaside kvantifitseerimine immobiliseeritud ARC-Lum(Fluo) sondidega" (PDF). TÜ keemia instituut, bakalaureusetöö. Vaadatud 22.11.2023. "SPC_1733543: Abacavir/Lamivudine Mylan" (PDF). Ravimiregister. 2023. Vaadatud 22.11.2023. Euroopa Ravimiamet. "emtriva-epar-product-information_et" (PDF). ema.europa.eu. Vaadatud 22.11.2023. Universita degli Studi di Roma "Tor Vergata" (24.04.2003). "Patent EE-EP 1 615 638 B1" (PDF). Eesti Vabariik, Patendiamet. Vaadatud 22.11.2023. Barlow, R. B. (1995). "Use of an antagonist for estimating the degree of agonist stimulation during physiological release". Trends in Pharmacological Sciences. 16 (8): 262–264. DOI:10.1016/s0165-6147(00)89042-2. ISSN 0165-6147. PMID 7482986. Lavogina, Darja; Lust, Helen; Tahk, Maris-Johanna; Laasfeld, Tõnis; Vellama, Hans; Nasirova, Naila; Vardja, Markus; Eskla, Kattri-Liis; Salumets, Andres; Rinken, Ago; Jaal, Jana (25. märts 2022). "Revisiting the Resazurin-Based Sensing of Cellular Viability: Widening the Application Horizon". Biosensors. 12 (4): 196. DOI:10.3390/bios12040196. ISSN 2079-6374. PMC 9032648. PMID 35448256. Heuvel, J. P. V. (1. jaanuar 2018), McQueen, Charlene A. (toim), "8.03 - Receptor Theory and the Ligand-Macromolecule Complex☆", Comprehensive Toxicology (Third Edition), Oxford: Elsevier, lk 18–43, ISBN 978-0-08-100601-6, vaadatud 22. novembril 2023 Matuszewska, Anna; Jaszek, Magdalena; Stefaniuk, Dawid; Ciszewski, Tomasz; Matuszewski, Łukasz (6. juuni 2018). "Anticancer, antioxidant, and antibacterial activities of low molecular weight bioactive subfractions isolated from cultures of wood degrading fungus Cerrena unicolor". PLOS ONE (inglise). 13 (6): e0197044. DOI:10.1371/journal.pone.0197044. ISSN 1932-6203. PMC 5991343. PMID 29874240.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link) Martinez-Morales, Flavio; Alonso-Castro, Angel J.; Zapata-Morales, Juan R.; Carranza-Álvarez, Candy; Aragon-Martinez, Othoniel H. (1. oktoober 2020). "Use of standardized units for a correct interpretation of IC50 values obtained from the inhibition of the DPPH radical by natural antioxidants". Chemical Papers (inglise). 74 (10): 3325–3334. DOI:10.1007/s11696-020-01161-x. ISSN 1336-9075. Cheng, Hsien C (1. september 2001). "The power issue: determination of KB or Ki from IC50: A closer look at the Cheng–Prusoff equation, the Schild plot and related power equations". Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 46 (2): 61–71. DOI:10.1016/S1056-8719(02)00166-1. ISSN 1056-8719. Swinney, David C. (1. jaanuar 2011), Macor, John E. (toim), "Chapter 18 - Molecular Mechanism of Action (MMoA) in Drug Discovery", Annual Reports in Medicinal Chemistry, Academic Press, kd 46, lk 301–317, vaadatud 22. novembril 2023 "50% of what? How exactly are IC50 and EC50 defined? - FAQ 1356 - GraphPad". www.graphpad.com. Vaadatud 22. novembril 2023. Miyahisa, Ikuo; Sameshima, Tomoya; Hixon, Mark S. (16. november 2015). "Rapid Determination of the Specificity Constant of Irreversible Inhibitors (kinact/KI) by Means of an Endpoint Competition Assay". Angewandte Chemie (International Ed. in English). 54 (47): 14099–14102. DOI:10.1002/anie.201505800. ISSN 1521-3773. PMID 26426864. Thorarensen, Atli; Balbo, Paul; Banker, Mary E.; Czerwinski, Robert M.; Kuhn, Max; Maurer, Tristan S.; Telliez, Jean-Baptiste; Vincent, Fabien; Wittwer, Arthur J. (1. jaanuar 2021). "The advantages of describing covalent inhibitor in vitro potencies by IC50 at a fixed time point. IC50 determination of covalent inhibitors provides meaningful data to medicinal chemistry for SAR optimization". Bioorganic & Medicinal Chemistry. 29: 115865. DOI:10.1016/j.bmc.2020.115865. ISSN 1464-3391. PMID 33285410. Rozman, Karl K.; Doull, John; Hayes, Wayland J. (1. jaanuar 2010), Krieger, Robert (toim), "Chapter 1 - Dose and Time Determining, and Other Factors Influencing, Toxicity", Hayes' Handbook of Pesticide Toxicology (Third Edition), New York: Academic Press, lk 3–101, ISBN 978-0-12-374367-1, vaadatud 22. novembril 2023 Kenakin, Terry P. (1. jaanuar 2014), Kenakin, Terry P. (toim), "Chapter 5 - Agonists: The Measurement of Affinity and Efficacy in Functional Assays", A Pharmacology Primer (Fourth Edition), San Diego: Academic Press, lk 85–117, ISBN 978-0-12-407663-1, vaadatud 22. novembril 2023