Konsentrasi penghambatan setengah maksimalRepresentasi grafis penentuan IC50 dari penghambatan aktivitas enzim oleh molekul kecil ("obat"). Empat konsentrasi berbeda dari molekul kecil tersebut (berkisar dari 30 hingga 300 μM) diuji.
Konsentrasi penghambatan setengah maksimal (IC50) adalah ukuran potensi suatu zat dalam menghambat fungsi biologis atau biokimia tertentu. IC50 adalah ukuran kuantitatif yang menunjukkan seberapa banyak zat penghambat tertentu (misalnya obat) yang dibutuhkan untuk menghambat, secara in vitro, suatu proses biologis atau komponen biologis tertentu sebesar 50%.[1] Komponen biologis tersebut dapat berupa enzim, sel, reseptor sel, atau mikroba. Nilai IC50 biasanya dinyatakan sebagai konsentrasi molar.
IC50 umumnya digunakan sebagai ukuran potensi obat antagonis dalam penelitian farmakologis. IC50 sebanding dengan ukuran potensi lainnya, seperti EC50 untuk obat eksitatori. IC50 merepresentasikan dosis atau konsentrasi plasma yang diperlukan untuk mendapatkan 50% efek maksimum secara in vivo.[1]
IC50 dapat ditentukan dengan uji fungsional atau uji pengikatan kompetisi.
Terkadang, nilai IC50 dikonversi ke skala pIC50.
Karena tanda minus, nilai pIC50 yang lebih tinggi menunjukkan penghambat yang secara eksponensial lebih poten. pIC50 biasanya dinyatakan dalam konsentrasi molar (mol/L, atau M), sehingga membutuhkan IC50 dalam satuan M.[2]
Terminologi IC50 juga digunakan untuk beberapa pengukuran perilaku in vivo, seperti uji konsumsi cairan dua botol. Ketika hewan mengurangi konsumsi dari botol air yang dicampur obat, konsentrasi obat yang menghasilkan penurunan konsumsi sebesar 50% dianggap sebagai IC50 untuk konsumsi cairan obat tersebut.[3]
Asai antagonis fungsional
IC50 suatu obat dapat ditentukan dengan membuat kurva dosis-respons dan memeriksa efek konsentrasi antagonis yang berbeda pada aktivitas agonis pembalik. Nilai IC50 dapat dihitung untuk antagonis tertentu dengan menentukan konsentrasi yang diperlukan untuk menghambat setengah dari respons biologis maksimum agonis.[4] Nilai IC50 dapat digunakan untuk membandingkan potensi dua antagonis.
IC50 dan afinitas
Uji Pengikatan Kompetisi
Dalam jenis pengujian ini, satu konsentrasi radioligan (biasanya agonis) digunakan dalam setiap tabung uji. Ligan digunakan pada konsentrasi rendah, biasanya pada atau di bawah nilai Kd-nya. Tingkat pengikatan spesifik radioligan kemudian ditentukan dengan adanya berbagai konsentrasi senyawa non-radioaktif pesaing lainnya (biasanya antagonis), untuk mengukur potensi persaingan mereka dalam pengikatan radioligan. Kurva kompetisi juga dapat dicocokkan secara komputer dengan fungsi logistik seperti yang dijelaskan pada uji kecocokan langsung.
Dalam situasi ini, IC50 adalah konsentrasi ligan pesaing yang menggantikan 50% dari pengikatan spesifik radioligan. Nilai IC50 dikonversi menjadi konstanta inhibisi absolut Ki menggunakan persamaan Cheng–Prusoff yang dirumuskan oleh Yung-Chi Cheng dan William Prusoff (lihat Ki).[4][5]
Persamaan Cheng–Prusoff
IC50 bukanlah indikator langsung afinitas, meskipun keduanya dapat dihubungkan setidaknya untuk agonis dan antagonis kompetitif melalui persamaan Cheng-Prusoff.[6] Untuk reaksi enzimatik, persamaan ini adalah:
dengan Ki adalah afinitas pengikatan penghambat, IC50 adalah kekuatan fungsional penghambat, [S] adalah konsentrasi substrat tetap, dan Km adalah konstanta Michaelis, yaitu konsentrasi substrat di mana aktivitas enzim berada pada setengah maksimal (tetapi sering tertukar dengan afinitas substrat terhadap enzim, padahal sebenarnya tidak).
Sebagai alternatif, untuk konstanta inhibisi pada reseptor seluler:[7]
dengan [A] adalah konsentrasi agonis tetap dan EC50 adalah konsentrasi agonis yang menghasilkan aktivasi reseptor setengah maksimal. Meskipun nilai IC50 untuk suatu senyawa dapat bervariasi antar percobaan tergantung pada kondisi percobaan (misalnya konsentrasi substrat dan enzim), Ki adalah nilai absolut. Ki adalah konstanta inhibisi untuk suatu obat; konsentrasi ligan yang bersaing dalam uji kompetisi yang akan menempati 50% reseptor jika tidak ada ligan.[5]
Persamaan Cheng–Prusoff menghasilkan estimasi yang baik pada konsentrasi agonis tinggi, tetapi melebih-lebihkan atau meremehkan Ki pada konsentrasi agonis rendah. Dalam kondisi ini, analisis lain telah direkomendasikan.[7]
Referensi
12Hoetelmans RM. "IC50 versus EC50". PK-PD relationships for anti-retroviral drugs. Amsterdam: Slotervaart Hospital. Diarsipkan dari asli tanggal 2017-05-28 – via U.S. Food and Drug Administration.
↑Robinson SF, Marks MJ, Collins AC (April 1996). "Inbred mouse strains vary in oral self-selection of nicotine". Psychopharmacology. 124 (4): 332–9. doi:10.1007/bf02247438. PMID8739548. S2CID19172675.
12Beck B, Chen YF, Dere W, Devanarayan V, Eastwood BJ, Farmen MW, etal. (November 2017). "Assay Operations for SAR Support". Assay Guidance Manual. Eli Lilly & Company and the National Center for Advancing Translational Sciences. PMID22553866.
↑Cheng Y, Prusoff WH (December 1973). "Relationship between the inhibition constant (K1) and the concentration of inhibitor which causes 50 per cent inhibition (I50) of an enzymatic reaction". Biochemical Pharmacology. 22 (23): 3099–108. doi:10.1016/0006-2952(73)90196-2. PMID4202581.
![{\displaystyle {p\,\mathrm {IC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{50}}}=-\log _{10}{(\mathrm {IC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{50}})}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0ea65306461d194db53b0cb6d8a0b48937915c00)
![{\displaystyle K_{i}={\frac {\mathrm {IC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{50}}}{1+{\frac {[S]}{K_{m}}}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/dd7b4c3bf8b01cdb6674cfec0f5b83f0f6538e70)
![{\displaystyle K_{i}={\frac {\mathrm {IC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{50}}}{{\frac {[A]}{\mathrm {EC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{50}}}}+1}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f956cdf163784d095119461d7fa1a2b472e48eb8)