IC 50

半数阻害濃度（IC ₅₀ ）は、特定の生物学的または生化学的機能を阻害する物質の効力の尺度です。IC _{50は、特定の}阻害物質（例えば薬剤）が、試験管内で特定の生物学的プロセスまたは生物学的成分を50%阻害するために必要な量を示す定量的尺度です。 ^{[ 1 ]}生物学的成分は、酵素、細胞、細胞受容体、または微生物である可能性があります。IC _{50値は通常、}モル濃度で表されます。

IC _50は、薬理学的研究において拮抗薬の効力の尺度として一般的に使用されています。IC _50は、興奮薬のEC ₅₀などの他の効力尺度と比較可能です。EC _50は、生体内で最大効果の50%を得るために必要な用量または血漿濃度を表します。^[¹^]

IC50値は_、機能アッセイまたは競合結合アッセイによって決定することができる。

_IC50値_は、場合によってはpIC50スケールに変換される。

{\ce {pIC_{50}}}=-\log _{10}{\ce {(IC_{50})}}

マイナス符号のため、pIC ₅₀の値が大きいほど、阻害剤の効力が指数関数的に高くなります。pIC _50は通常モル濃度(mol/L、または M)で表されるため、 M 単位のIC _{50が必要です。}^{[ 2 ]}

IC _{50という用語は}、2 本のボトルを用いた水分摂取試験など、生体内での行動測定にも使用されます。動物が薬物入りの水ボトルからの摂取量を減らした場合、摂取量が 50% 減少する薬物の濃度が、その薬物の水分摂取に対する IC ₅₀とみなされます。^{[ 3 ]}

機能的拮抗薬アッセイ

薬物のIC _{50 は、}用量反応曲線を作成し、異なる濃度の拮抗薬が作動薬の活性を逆転させる効果を調べることによって決定できます。特定の拮抗薬の IC ₅₀値は、作動薬の最大生物学的反応の半分を阻害するために必要な濃度を決定することによって計算できます。^{[ 4 ]} IC ₅₀値は、2 つの拮抗薬の効力を比較するために使用できます。

IC50値は_、測定条件に大きく左右されます。一般的に、阻害剤の濃度が高いほど、アゴニスト活性は低下します。アゴニスト濃度が高くなると、 IC50値_も上昇します。さらに、阻害の種類によっては、他の要因がIC50値に影響を与える場合があります_。ATP依存性酵素の場合、特に競合阻害の場合、IC50値_はATP濃度と相互依存の関係にあります。

IC50_と親和性

競合結合アッセイ

このタイプのアッセイでは、各アッセイチューブに単一濃度の放射性リガンド（通常はアゴニスト）が使用されます。リガンドは低濃度、通常はKd値以下で使用されます_。次に、放射性リガンドの特異的結合レベルを、他の競合する非放射性化合物（通常はアンタゴニスト）の様々な濃度の存在下で測定し、放射性リガンドの結合に対する競合の効力を評価します。競合曲線は、直接フィッティングの項で説明するように、ロジスティック関数にコンピュータでフィッティングすることもできます。

この場合、IC ₅₀は放射性リガンドの特異的結合の 50% を置換する競合リガンドの濃度です。IC _50値は、Yung-Chi ChengとWilliam Prusoffによって定式化されたCheng-Prusoff 式を使用して絶対阻害定数K _iに変換されます(K _{i を}参照)。^[⁴^]^[⁵^]

チェン・プルソフ方程式

IC50_は親和性の直接的な指標ではないが、少なくとも競合アゴニストとアンタゴニストについては、Cheng-Prusoffの式によって両者を関連付けることができる。^{[ 6 ]}酵素反応の場合、この式は次のようになる。

K_{i}={\frac {{\ce {IC50}}}{1+{\frac {[S]}{K_{m}}}}}

ここで、K _iは阻害剤の結合親和性、IC ₅₀は阻害剤の機能的強度、[S] は固定基質濃度、K _mはミカエリス定数、すなわち酵素活性が最大活性の半分になる基質濃度（ただし、酵素に対する基質親和性と混同されることが多いが、そうではない）である。

あるいは、細胞受容体における阻害定数については、次のようになります。^{[ 7 ]}

K_{i}={\frac {{\ce {IC50}}}{{\frac {[A]}{{\ce {EC50}}}}+1}}

ここで、[A]は固定濃度の作動薬であり、EC ₅₀は受容体の最大活性化の半分をもたらす作動薬の濃度です。化合物のIC ₅₀値は実験条件（基質濃度や酵素濃度など）によって実験ごとに変動する可能性がありますが、K _iは絶対値です。K _iは薬物の阻害定数であり、競合アッセイにおいて、リガンドが存在しない場合、受容体の50%を占める競合リガンドの濃度です。^{[ 5 ]}

Cheng–Prusoff式は高濃度の作動薬では良好な推定値を与えるが、低濃度の作動薬ではK _iを過大評価または過小評価する。このような状況では、他の解析方法が推奨されている。^{[ 7 ]}

参考文献

1 2 Hoetelmans RM. 「IC50 対 EC50」 . 抗レトロウイルス薬の PK-PD 関係。アムステルダム: Slotervaart Hospital。2017年 5 月 28 日に米国食品医薬品局経由でオリジナルからアーカイブされました。
↑ Stewart MJ、 Watson ID (1983 年 7 月)。「生体液中の薬物濃度を表すための標準単位」。British Journal of Clinical Pharmacology。16 ( 1): 3–7。doi : 10.1111 /j.1365-2125.1983.tb02136.x。PMC 1427960。PMID 6882621。
↑ Robinson SF、Marks MJ、Collins AC ( 1996年4 月) 。「近交系マウス系統はニコチンの経口自己選択において異なる」。Psychopharmacology。124 ( 4 ) : 332–9。doi : 10.1007 /bf02247438。PMID 8739548。S2CID 19172675。
1 2 Beck B、Chen YF、Dere W、Devanarayan V、Eastwood BJ、Farmen MW、et al. (2017 年 11 月)。「SAR サポートのためのアッセイ操作」。アッセイガイダンスマニュアル。Eli Lilly & CompanyおよびNational Center for Advancing Translational Sciences。PMID 22553866。
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1 2 Lazareno S、Birdsall NJ (1993 年 8 月)。「Gaddum、Schild、Cheng–Prusoff 方程式を使用した機能的阻害曲線からの競合的拮抗薬親和性の推定」。British Journal of Pharmacology。109 ( 4 ) : 1110–9。doi : 10.1111 / j.1476-5381.1993.tb13737.x。PMC 2175764。PMID 8401922。

外部リンク

AATバイオクエストオンラインIC50計算ツール
C言語とgnuplotに基づいたオンラインIC50計算ツール（www.ic50.org.uk）
Python、NumPy、SciPy、Matplotlibに基づいた代替オンラインIC50計算ツール（www.ic50.org）
ELISA IC50/EC50オンラインツール（リンク切れのようです）
IC50からpIC50への計算機
抗マラリア薬に対する試験管内耐性分析のためのオンラインツール
IC50-to-Kiコンバーターは、古典的なミカエリス・メンテン速度論に従う阻害剤と酵素のWayback Machineに2023年9月3日にアーカイブされました。

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IC 50

機能的拮抗薬アッセイ

IC50_と親和性

競合結合アッセイ

チェン・プルソフ方程式

関連項目

参考文献

外部リンク

関連するトピック

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試験管内で

生物学的成分は、酵素

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