Różnice między nieodwracalnymi inhibitorami enzymów a odwracalnym inhibitorami enzymów

Inhibitory enzymów to małe cząsteczki i jony zdolne do wiązania z enzymami w celu zmniejszenia ich aktywności katalitycznej. Hamowanie enzymu jest ważnym mechanizmem kontrolnym w układach biologicznych.  Ponadto jest to proces stosowany przez wiele leków w skutecznym zmniejszeniu aktywności enzymatycznej za pośrednictwem choroby. Inhibitory enzymów można zaklasyfikować jako nieodwracalne i odwracalne.

Co jest nieodwracalne inhibitory enzymu?

Nieodwracalne inhibitory ścisłe wiążą się z enzymem, w ten sposób bardzo powoli od niego dysocjacja. Mogą tworzyć kowalencyjne lub nienowokalelne obligacje z ich celem.

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

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

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

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

Analogi substratu przedstawiają podobną strukturę do substratu enzymu i mogą kowalencyjnie modyfikować jego resztę miejsca aktywnego.

Inhibitory samobójcze są najbardziej specyficznymi inhibitorami enzymu. Wiążą się jako substrat z enzymem i są przetwarzane przez reakcję katalityczną. Kataliza generuje następnie pośrednik, który kowalencyjnie inaktywuje enzym.

Co to jest odwracalne inhibitory enzymu?

Odwracalne inhibitory tworzą wiązania nienowokalelne z enzymem.  Charakteryzują się szybkim dysocjacją od celu.

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

Odwracalny inhibitor jest konkurencyjny, gdy enzym może wiązać się z jego miejscem aktywnym, albo z inhibitorem tworzącym kompleks enzymu inhibitor (EI) lub z substratem tworzącym kompleks enzymu (ES).

W tym przypadku konkurencyjnego hamowania wiązanie enzymu z substratem lub z inhibitorem jest wzajemnie wykluczające się: enzym nigdy nie może wiązać się z inhibitorem i substratem w tym samym czasie.

Zmniejszenie aktywności katalitycznej enzymu osiąga się poprzez zmniejszenie proporcji kompleksu enzymu-substran.

Zwiększenie stężenia substratu może złagodzić hamowanie enzymu.

W odwracalnym niekonkurencyjnym hamowaniu substrat i inhibitor wiążą się jednocześnie z różnymi miejscami enzymu, czyniąc go nieaktywnym. To hamowanie nie można przezwyciężyć poprzez zwiększenie stężenia substratu.

Różnica i podobieństwa między nieodwracalnymi i odwracalnymi inhibitorami enzymu

• Nieodwracalne inhibitory enzymów i odwracalne inhibitory enzymów są zdolne do wiązania z enzymami i zmniejszenia ich aktywności katalitycznej.
• Nieodwracalne inhibitory ścisłe wiążą się z docelowym enzymem, a dysocjacja kompleksu inhibitora enzymu jest bardzo powolna. Efekt hamowania jest nieodwracalny. Odwracalne inhibitory z drugiej strony charakteryzują się szybkim dysocjacją kompleksu enzymatycznego. Efekt hamowania jest odwracalny.
• Nieodwracalne inhibitory można podzielić na trzy kategorie: odczynniki specyficzne dla grupy, analogi substratu i inhibitory samobójcze. Odwracalne inhibitory są podzielone na dwie grupy: inhibitory konkurencyjne i niekonkurencyjne.
• Nieodwracalne analogi substratu i odwracalne konkurencyjne inhibitory działają podobnie przez naśladowanie substratu specyficznego dla enzymu. Analogi substratu nieodwracalnie modyfikują aktywne miejsce enzymu, podczas gdy konkurencyjne hamowanie można odwrócić poprzez zwiększenie stężenia substratu.

Nieodwracalne i odwracalne inhibitory enzymów: tabela porównawcza

Streszczenie

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

Podczas gdy nieodwracalne inhibitory działają bardziej trwale, modyfikując aktywne miejsca i powoli dysocjacyjne od ich docelowego enzymu, odwracalne inhibitory charakteryzują się szybką dysocjacją enzymu, a ich aktywność hamowania można łatwo odwrócić.