Inosine 5?-phosphate dehydrogenase activity in normal and leukemic blood cells

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Abstract
The enzyme inosinic acid dehydrogenase (EC 1.2.1. [14]) was measured and partially purified (10- to 15-fold) from normal and leukemic leukocytes. From the normal blood cells, the highest activities could be detected in lymphocytes and bone marrow cells. Dependent on the blast cell count, the leukemic IMP dehydrogenase had a higher mean specific activity than the enzymes of fractionated, immature bone marrow cells, or normal granulocytes. The partially purified enzymes from the various blood cells were apparently identical; they exhibited hyperbolic substrate saturation kinetics and were inhibited by a number of purine nucleotides. For the leukemic blast cell enzyme, theKm values for the substrates, IMP and NAD+, were 28±11; 227±98 µM, and 34±10; 240±67 µM for the partially purified enzyme from normal, immature bone marrow cells. The hypoxanthine-guanine and adenine phosphoribosyltransferase activities increased in the leukemic cells when compared with mature granulocytes, but nearly always showed similar activities when compared with the fractionated bone marrow cells. Only one of the 30 investigated leukemic patients exhibited a marked decrease in hypoxanthine phosphoribosyltransferase activity of 0.5 nmol/mg/h. The phosphoribosyltransferase-specific activities of the leukemic cells are more variable than for the normal ones and no correlation of enzyme activities and blast cell count was apparent. Die Aktivität der Inosinsäure Dehydrogenase (EC 1.2.1. [14]) wurde in normalen und leukämischen Leukozyten gemessen. Die Enzyme wurden partiell gereinigt und einige der kinetischen Eigenschaften untersucht. Von den normalen Blutzellen besaßen die Lymphozyten und die Knochenmarkzellen die höchste Enzymaktivität. Im Vergleich zu Lymphozyten aus Milz und peripherem Blut war die Aktivität der IMP Dehydrogenase in den Lymphozyten von Patienten mit einer chronisch lymphatischen Leukämie nicht erhöht. Werden die Enzymaktivitäten von leukämischen Blasten mit fraktionierten, unreifen Knochenmarkzellen verglichen, so zeigt das leukämische Enzym eine deutlich höhere spezifische Aktivität. Es besteht eine significant positive Korrelation zwischen Blastenzahl und Enzymaktivität (r=0,81). Bei der Untersuchung der kinetischen Eigenschaften der partiell gereinigten Enzyme aus den verschiedenen Blutzellen wurden keine wesentlichen Unterschiede festgestellt. Sie wiesen hyperbole Substratsättigungskurven auf und wurden durch verschiedene Purinnukleotide in gleichem Ausmaß gehemmt. Für die Substrate IMP und NAD+ wurden folgendeKm-Werte gemessen: (a) für das leukämische Blastenenzym: 28±11 und 227±98 µM; (b) für das Enzym von normalen, fraktionierten Knochenmarkzellen: 34±10 und 240±67 µM. Im Vergleich zu normalen Granulozyten waren in den leukämischen Blasten die Enzyme des „salvage-pathways“, die Hypoxanthin-Guanin und Adenin-Phosphoribosyltransferasen deutlich erhöht. Gleiche Werte wurden jedoch gefunden, wenn die leukämischen Enzymaktivitäten mit denen der normalen, fraktionierten Knochenmarkzellen verglichen wurden. Nur eine von dreißig untersuchten leukämischen Patienten zeigte einen nahezu vollständigen Mangel des Enzyms Hypoxanthin-Guanin Phosphoribosyltransferase mit einer Aktivität von 0,5 nmol/mg Protein/h. In den leukämischen Zellen schwankte die Aktivität der „salvage-pathway“ Enzyme beträchtlich und keine Korrelation zu der Blastenzahl war nachweisbar.