Rozdíly mezi ireverzibilními inhibitory enzymů a reverzibilními inhibitory enzymů

Inhibitory enzymů jsou malé molekuly a ionty schopné vázat se na enzymy, aby se snížila jejich katalytická aktivita. Inhibice enzymu je důležitým kontrolním mechanismem v biologických systémech. Navíc je to proces používaný mnoha léky při účinném snižování enzymatické aktivity zprostředkované chorobou. Inhibitory enzymů lze klasifikovat jako nevratné a reverzibilní.

Co jsou ireverzibilní inhibitory enzymů?

Nevratné inhibitory se pevně vážou na enzym, čímž se od něj velmi pomalu disociují. Mohou tvořit buď kovalentní, nebo nekovalentní vazby se svým cílem.

Mnoho důležitých léčiv, jako je penicilin, jsou ireverzibilními inhibitory enzymů. Penicilin je antibiotikum schopné zabíjet bakterie kovalentní vazbou na enzym transpeptidázu, čímž brání syntéze bakteriální buněčné stěny.

Dalším příkladem je aspirin, který vytváří kovalentní vazby s enzymem cyklooxygenázou, což vede ke snížení zánětlivých procesů.

Nevratné inhibitory lze klasifikovat do tří kategorií: skupinově specifická činidla, substrátová analoga a sebevražedné inhibitory.

Skupinová specifická činidla se mohou vázat na konkrétní aminokyselinový zbytek enzymu a nevratně ho modifikovat. Jsou proto méně specifické, jsou schopné interagovat s mnoha enzymy.

Analogy substrátu mají podobnou strukturu jako substrát enzymu a mohou kovalentně modifikovat zbytek svého aktivního místa.

Inhibitory sebevraždy jsou nejkonkrétnějšími inhibitory enzymů. Vazají se jako substrát k enzymu a jsou zpracovávány katalytickou reakcí. Katalýza pak vytvoří meziprodukt, který kovalentně inaktivuje enzym.

Co jsou reverzibilní inhibitory enzymů?

Reverzibilní inhibitory vytvářejí nekovalentní vazby s enzymem. Vyznačují se rychlým oddělením od svého cíle.

Reverzibilní inhibitory lze klasifikovat do dvou hlavních kategorií, konkurenčních a nekompetitivních inhibitorů.

Reverzibilní inhibitor je konkurenční, pokud se enzym může vázat se svým aktivním místem, buď na inhibitor vytvářející komplex enzym-inhibitor (EI), nebo na substrát vytvářející komplex enzym-substrát (ES).

V tomto případě kompetitivní inhibice se vazba enzymu na substrát nebo na inhibitor vzájemně vylučuje: enzym se nikdy nemůže vázat na inhibitor a substrát současně.

Snížení katalytické aktivity enzymu se dosáhne snížením podílu komplexu enzym-substrát.

Zvýšení koncentrace substrátu může zmírnit inhibici enzymu.

Při reverzibilní nekompetitivní inhibici se substrát a inhibitor vážou současně na různá místa enzymu, čímž je neaktivní. Tuto inhibici nelze překonat zvýšením koncentrace substrátu.

Rozdíl a podobnost mezi nevratnými a reverzibilními inhibitory enzymů

• Nevratné inhibitory enzymů a reverzibilní inhibitory enzymů jsou schopné vázat se na enzymy a snižovat jejich katalytickou aktivitu.
• Nevratné inhibitory se pevně vážou k cílovému enzymu a disociace komplexu enzym-inhibitor je velmi pomalá. Inhibiční účinek je nevratný. Reverzibilní inhibitory se na druhé straně vyznačují rychlou disociací komplexu enzym-inhibitor. Inhibiční účinek je reverzibilní.
• Nevratné inhibitory lze rozdělit do tří kategorií: skupinově specifická činidla, analogy substrátů a sebevražedné inhibitory. Reverzibilní inhibitory jsou klasifikovány do dvou skupin: kompetitivní a nekompetitivní inhibitory.
• Nevratné analogy substrátu a reverzibilní kompetitivní inhibitory působí podobně napodobováním enzymově specifického substrátu. Analogy substrátů nevratně modifikují aktivní místo enzymu, zatímco kompetitivní inhibici lze zvrátit zvýšením koncentrace substrátu.

Ireverzibilní vs. reverzibilní inhibitory enzymů: srovnávací tabulka

souhrn

Nevratné a reverzibilní inhibitory enzymů jsou molekuly schopné vázat se na enzymy a inaktivovat je.

I když ireverzibilní inhibitory působí permanentněji modifikací aktivních míst a pomalým disociací od jejich cílového enzymu, reverzibilní inhibitory se vyznačují rychlou disociací od enzymu a jejich inhibiční aktivitu lze snadno zvrátit.