Pyruvatkinase (PK) ist ein entscheidendes Enzym im intermediären Stoffwechsel, das den letzten Schritt der Glykolyse katalysiert: die Übertragung einer Phosphatgruppe von Phosphoenolpyruvat (PEP) auf ADP, wodurch Pyruvat und ATP entstehen. Diese Reaktion ist essentiell für die zelluläre Energieproduktion und die Stoffwechselregulation. Die Aktivität der PK wird sowohl im glykolytischen als auch im gluconeogenen Stoffwechselweg streng kontrolliert. Die Messung der PK-Aktivität liefert wichtige Erkenntnisse über den Stoffwechselzustand, Krankheitsbilder und die Wirkung von Medikamenten.

Prinzip des Pyruvatkinase-Assays

Pyruvatkinase-Assay-Kits sind für eine einfache, direkte und hochdurchsatzfähige Quantifizierung der PK-Aktivität in biologischen Proben wie Serum, Plasma, Gewebe und Zelllysaten konzipiert. Der Standardassay beinhaltet die enzymatische Reaktion:

PEP + ADP → Pyruvatkinase → Pyruvat + ATP

Das erzeugte Pyruvat wird anschließend entweder kolorimetrisch oder fluorimetrisch nachgewiesen. Bei kolorimetrischen Assays führt eine gekoppelte Reaktion mit einem Entwickler zu einer Farbänderung; bei fluorimetrischen Assays wird Fluoreszenz bei Ex/Em = 530/590 nm gemessen. Die Signalintensität ist direkt proportional zur PK-Aktivität in der Probe.

Anwendungen im intermediären Stoffwechsel

• Glykolyse und Gluconeogenese: Die PK-Aktivität ist zentral für die Glykolyse und beeinflusst die ATP-Produktion sowie die Verfügbarkeit von Pyruvat. Zudem spielt sie eine regulatorische Rolle in der Gluconeogenese, wo ihre Hemmung notwendig ist, um einen nutzlosen Kreislauf zu verhindern und eine effiziente Glukoseproduktion sicherzustellen.
• Forschung zu Stoffwechselerkrankungen: Eine PK-Defizienz beeinträchtigt die Glykolyse und ist mit hämolytischer Anämie sowie anderen Stoffwechselstörungen verbunden.
• Medikamenten-Screening: Diese Assays ermöglichen die Bewertung von Verbindungen, die die PK-Aktivität modulieren, und unterstützen so die Entdeckung metabolischer Regulatoren oder Therapeutika.
• Analyse des Stoffwechsel-Flusses: Durch die Quantifizierung der PK-Aktivität können Forscher Veränderungen des Stoffwechsel-Flusses unter verschiedenen physiologischen oder pathologischen Bedingungen ableiten.

Eigenschaften und Protokolle des Assays

• Sensitivität und Bereich: Kits detektieren typischerweise PK-Aktivität bei niedrigen Konzentrationen und eignen sich für die meisten biologischen Proben.
• Probenarten: Kompatibel mit Plasma, Serum, Zellen und Gewebe verschiedener Spezies.
• Assay-Dauer: Die meisten Protokolle sind in 30–40 Minuten durchführbar.
• Lagerung und Stabilität: Kits werden bei -20 °C gelagert und sind 6–12 Monate stabil.

Pyruvatkinase-Assay-Kits sind unverzichtbare Werkzeuge für das Studium des intermediären Stoffwechsels und ermöglichen eine empfindliche und quantitative Analyse eines Schlüsselenzyms. Durch die Unterstützung von Forschungen in Glykolyse, Gluconeogenese und Stoffwechselregulation fördern diese Kits Fortschritte in Grundlagenwissenschaft und klinischer Diagnostik.