The catalytic activity and activation energy of an enzyme are obtained by measuring the rate of the enzymic reaction at two different temperatures. With the aid of the Arrhenius equation, these two parameters can be used to calculate a value proportional to the quantity of enzyme. Using this approach to investigate the isoenzymes of creatine kinase, it was shown that the activation energy increased in the order creatine kinase MM, MB, BB. Mixtures of the isoenzymes showed an apparent mean activation energy, which likewise could be determined using the Arrhenius equation.Ageing of the isoenzymes results in an exponential decrease of catalytic activity, accompanied by a continuous increase in activation energy, the calculated quantity of enzyme remaining constant. Inactivation is therefore not an all-or-nothing process; rather a stepwise inactivation of individual molecules must be assutiied. The results of these ageing experiments and observations by other authors suggest that a similar inactivation occurs in vivo. Die kataly tische Aktivität und Aktivierungsenergie der Kreatinkinase-IsoenzymeZusammenfassung: Durch die Messung der Geschwindigkeit einer enzymatischen Reaktion bei zwei verschiedenen Temperaturen erhält man die kataly tische Aktivität und die Aktivierungsenergie des Enzyms. Aus beiden läßt sich gemäß der Arrhenius*Gleich\mg eine der Enzymmenge proportionale Größe berechnen. Mit dieser Methode untersuchten wir die Isoenzyme der Kreatinkinase und stellten fest, daß die Aktivierungsenergie in der Reihenfolge Kreatinkinase MM, MB und BB ansteigt. Mischungen der Isoenzyme zeigen eine scheinbare, mittlere Aktivierungsenergie, die sich ebenfalls mit der Arrhemus-Gleichung bestimmen läßt.Bei der Alterung der Isoenzyme in vitro fällt die kataly tische Aktivität exporientiell ab. Daran gekoppelt ist eine kontinuierliche Zunahme der Aktivierungsenergie, die errechnete Enzymmenge bleibt dabei konstant. Die Inaktiviefung verläuft demnach nicht nach dem Alles-oder-Niehts Prinzip, vielmehr muß eine stufenweise Inaktivierung der einzelnen Moleküle angenommen werden. Die Ergebnisse dieser Alterungsversuche, sowie Beobachtungen anderer Autoren lasseh vermuten, daß auch in vivo eine vergleichbare Inaktivierung stattfindet. l ) Nonstandard abbreviations: CK: creatine kinase (ATP: creatine-phosphotransferase, EC 2.7.3.2). Greatine kinase MM, MB and BB: creatine kinase isoenzymes from striated muscle, heart and brain, respectively.

SummaryThe apparent activation energy of the CK reaction as well as the Michaelis-Menten constants and the isoelectric point of CK MM can be used as indices for the mean age of the CK M-chain in the blood in vivo and in vitro. Modifications in the CK M-chain take place in vivo in the blood and in vitro in a serum matrix. Gradual increases in the apparent activation energy are also observed both in vivo and in vitro. It is confirmed that the modification in the CK M-chain causes a rise in the apparent activation energy, u.A gradual increase in apparent activation energy, due to the ageing process of the CK M-chain, was observed after myocardial infarction. A significantly increased value for u was observed at the time that total CK activity already had returned to reference values. In spite of the normal CK value, the apparent activation energy still indicated that there had been myocardial damage. The Michaelis-Menten constants for creatine phosphate and ADP are also influenced significantly by the modification in the M-chain. While the apparent activation energy increases, the Michaelis constants decrease in the order MM,, MM,, MM,. The Michaelis-Menten constants for both ADP and CrP can be used as an index for the mean age of the enzyme in the blood.The Michaelis-Menten constants for CrP and ADP show significant variations with the measuring temperature for virtually all CK MM forms.

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Die Bedeutung der Temperierung für die Qualitätssicherung in der enzymatischen Labordiagnostik Key-words: Enzyme analysis, clinical chemistry, quality control, ultrasound Kinetic measurements with enzymes are relatively inaccurate, which is a well known fact since quality controls are performed. Deviations of up to +/-20 % can hardly be accepted regarding the high Standard of the electronic and optical components of modern photometers. Reasons for deviations are discussed in this paper. The thermal equilibration of the test assay turns out to be the main source of errors. Methods for a quick heating of the reaction solution up to a distinct temperature are investigated, the most effective one is using the absorption of ultrasound. An inactivation of enzymes is not observed at the center frequency and energy level used. The temperature of the assay can be adjusted with a rate of l K/s and an accuracy of +/-0,01 K. The results of a one year field test in a Clinical Laboratory are reported. A very small imprecision of l to 1,5 % in serial measurements and a high correlation to other methods are observed, showing the improved precision possible with the new method and the importance of accurate temperature control.Schlüsselwörter: Enzymanalyse, klinische Chemie, Qualitätssicherung, Ultraschall Kinetische Messungen mit Enzymen müssen, wie aus den Ergebnissen der Ringversuche zu schließen ist, als relativ ungenau eingestuft werden. Führt man sich den gegenwärtigen Stand der Technik bezüglich der optischen und elektronischen Komponenten moderner Photometer vor Augen, so scheinen Meßfehler von bis zu -H/-20% schwer erklärbar. Mögliche Gründe für die Meßfehler werden in diesem Beitrag diskutiert. Es stellt sich heraus, daß die Temperierung die Hauptfohlerquolle darstellt. Verschiedene Verfahren für eine rasche und exakte Temperierung des Analysenguts werden verglichen, wobei sich die Erwärmung durch Ultraschall als die Methode der Wahl herausstellt. Eine Inaktivierung der Enzyme wird bei der verwendeten Leistung und Frequenz nicht beobachtet. Die Temperatur des Analysenguts kann mit einer Rate von l K/s und einer Genauigkeit von 0,01 K eingestellt werden. Über die Ergebnisse einer einjährigen klinischen Erprobung wird berichtet. Es wird eine sehr gute Reproduzierbarkeit von l bis 1,5 % in Serienmessungen erreicht. Weiterhin wird eine hohe Korrelation zu eingeführten Methoden beobachtet. Dies unterstreicht die Bedeutung der Temperierung für ein exaktes Analysenergebnis und zeigt auf, welche Analysengenauigkeit heute technisch erreichbar ist.