Różnice między nieodwracalnymi inhibitorami enzymów i odwracalnymi inhibitorami enzymów

Inhibitory enzymów to małe cząsteczki i jony zdolne do wiązania się z enzymami w celu zmniejszenia ich aktywności katalitycznej. Hamowanie enzymów jest ważnym mechanizmem kontrolnym w układach biologicznych. Ponadto jest to proces wykorzystywany przez wiele leków w celu skutecznego zmniejszenia zależnej od choroby aktywności enzymatycznej. Inhibitory enzymów można sklasyfikować jako nieodwracalne i odwracalne.

Co to jest nieodwracalne inhibitory enzymów?

Nieodwracalne inhibitory wiążą się ściśle z enzymem, w ten sposób bardzo powoli od niego oddzielając. Mogą tworzyć kowalencyjne lub niekowalencyjne wiązania ze swoim celem.

Wiele ważnych leków, takich jak penicylina, jest nieodwracalnymi inhibitorami enzymów. Penicylina jest antybiotykiem zdolnym do zabijania bakterii poprzez kowalencyjne wiązanie z enzymem transpeptydazą, zapobiegając w ten sposób syntezie ściany komórkowej bakterii.

Innym przykładem jest aspiryna, która tworzy kowalencyjne wiązania z enzymem cyklooksygenazą, co powoduje zmniejszenie procesów zapalnych.

Nieodwracalne inhibitory można podzielić na trzy kategorie: odczynniki specyficzne dla grupy, analogi substratu i inhibitory samobójstwa.

Odczynniki specyficzne dla grupy mogą wiązać się z konkretną resztą aminokwasową enzymu i nieodwracalnie ją modyfikować. Są zatem mniej specyficzne, mogą wchodzić w interakcje z wieloma enzymami.

Analogi substratów mają podobną strukturę do substratu enzymu i mogą kowalencyjnie modyfikować resztę miejsca aktywnego.

Inhibitory samobójcze są najbardziej specyficznymi inhibitorami enzymów. Wiążą się one jako substrat do enzymu i są przetwarzane w reakcji katalitycznej. Kataliza wytwarza następnie związek pośredni, który kowalencyjnie inaktywuje enzym.

Co to są odwracalne inhibitory enzymów?

Odwracalne inhibitory tworzą niekowalencyjne wiązania z enzymem. Charakteryzują się szybkim odłączeniem się od celu.

Odwracalne inhibitory można podzielić na dwie główne kategorie, inhibitory konkurencyjne i niekonkurencyjne.

Odwracalny inhibitor jest konkurencyjny, gdy enzym może wiązać się ze swoim miejscem aktywnym, albo z inhibitorem tworzącym kompleks enzym-inhibitor (EI), albo z substratem tworzącym kompleks enzym-substrat (ES).

W tym przypadku konkurencyjnego hamowania wiązanie enzymu z substratem lub inhibitorem wyklucza się wzajemnie: enzym nigdy nie może jednocześnie wiązać się z inhibitorem i substratem.

Zmniejszenie aktywności katalitycznej enzymu osiąga się przez zmniejszenie udziału kompleksu enzym-substrat.

Zwiększenie stężenia substratu może złagodzić hamowanie enzymu.

W odwracalnym hamowaniu niekonkurencyjnym substrat i inhibitor wiążą się jednocześnie z różnymi miejscami enzymu, powodując jego nieaktywność. Hamowania tego nie można pokonać przez zwiększenie stężenia substratu.

Różnice i podobieństwa między nieodwracalnymi i odwracalnymi inhibitorami enzymów

• Nieodwracalne inhibitory enzymów i odwracalne inhibitory enzymów są zdolne do wiązania się z enzymami i zmniejszania ich aktywności katalitycznej.
• Nieodwracalne inhibitory wiążą się ściśle z docelowym enzymem, a dysocjacja kompleksu enzym-inhibitor jest bardzo powolna. Efekt hamowania jest nieodwracalny. Z drugiej strony, odwracalne inhibitory charakteryzują się szybką dysocjacją kompleksu enzym-inhibitor. Efekt hamowania jest odwracalny.
• Nieodwracalne inhibitory można podzielić na trzy kategorie: odczynniki specyficzne dla grupy, analogi substratu i inhibitory samobójstwa. Odwracalne inhibitory dzielą się na dwie grupy: inhibitory konkurencyjne i niekonkurencyjne.
• Nieodwracalne analogi substratu i odwracalne konkurencyjne inhibitory działają podobnie, imitując substrat specyficzny dla enzymu. Analogi substratów nieodwracalnie modyfikują miejsce aktywne enzymu, natomiast hamowanie konkurencyjne można odwrócić poprzez zwiększenie stężenia substratu.

Nieodwracalne vs odwracalne inhibitory enzymów: Tabela porównawcza

streszczenie

Nieodwracalne i odwracalne inhibitory enzymów to cząsteczki zdolne do wiązania się z enzymami i ich inaktywacji.

Podczas gdy nieodwracalne inhibitory działają bardziej trwale poprzez modyfikację miejsc aktywnych i powolne dysocjowanie od docelowego enzymu, odwracalne inhibitory charakteryzują się szybkim dysocjacją od enzymu, a ich aktywność hamowania można łatwo odwrócić.