Model Analysis of the Apparent Saturation Kinetics of Purine Nucleobase Uptake in Cells co-Expressing Transporter and Metabolic Enzyme
Model Analysis of the Apparent Saturation Kinetics of Purine Nucleobase Uptake in Cells co-Expressing Transporter and Metabolic Enzyme
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共表达转运蛋白和代谢酶的细胞嘌呤核碱基摄取表观饱和动力学的模型分析
DOI：
10.1007/s11095-021-03086-w
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发表时间：
2021
影响因子：
3.7
通讯作者：
Shirasaka Yoshiyuki
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Suzuki Satoru;Inoue Katsuhisa;Tamai Ikumi;Shirasaka Yoshiyuki
本研究旨在通过建立一个包含平衡核碱基转运蛋白1（ENBT 1）和腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT）的细胞动力学模型，方法利用Napp软件建立了一个包含ENBT 1和APRT功能的细胞动力学模型，并用于adenine.ResultsSimulation分析使用发达的细胞动力学模型可以解释实验观察到的时间依赖性变化的theKm（app）值的腺嘌呤ENBT1介导的摄取的细胞处置。在一个较长的实验时间，该模型表明，腺嘌呤的摄取是速率限制的APRT，使测定theKm值APRT。在早期，腺嘌呤摄取的限速步骤是ENBT1介导的转运，从而能够确定ENBT1的Km值。进一步的模拟结果表明，实验时间对ENBT1介导的摄取的Km（app）值的影响依赖于APRT的表达水平。ConclusionOur研究结果表明，当使用细胞摄取研究来确定易化转运蛋白嘌呤核碱基的Km值时，应同时考虑酶的表达水平和实验时间。
PurposeThis study aims to understand the effect of salvage enzyme activity on the saturable kinetics of facilitated cellular uptake of purine nucleobase by developing a cellular kinetic model incorporating equilibrative nucleobase transporter 1 (ENBT1) and adenine phosphoribosyltransferase (APRT), with adenine as a model nucleobase.MethodsA cellular kinetic model incorporating the functions of ENBT1 and APRT was developed using Napp software and employed for model-based analysis of the cellular disposition of adenine.ResultsSimulation analysis using the developed cellular kinetic model could account for the experimentally observed time-dependent changes in theKm(app)value of adenine for ENBT1-mediated uptake. At a long experimental time, the model shows that uptake of adenine is rate-limited by APRT, enabling determination of theKmvalue for APRT. At early time, the rate-limiting step for adenine uptake is ENBT1-mediated transport, enabling determination of theKmvalue for ENBT1. Further simulations showed that the effect of experimental time on theKm(app)value for ENBT1-mediated uptake is dependent on the APRT expression level.ConclusionOur findings indicate that both enzyme expression levels and experimental time should be considered when using cellular uptake studies to determine theKmvalues of purine nucleobases for facilitated transporters.
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