Inhibicja niekompetycyjna: Mechanizm działania i znaczenie
- Szczegóły
Inhibitor to substancja chemiczna, która powoduje zwolnienie lub zatrzymanie reakcji chemicznej, dlatego proces ten zwie się inhibicją. Inhibitor może powodować spowolnienie lub całkowite zatrzymanie reakcji niekatalizowanej, jak również może obniżać aktywność katalizatora w reakcji katalizowanej, co bezpośrednio wpływa na jej przebieg.
W biologii i medycynie bardzo ważne są inhibitory enzymów, nazywane również ich truciznami. Wykorzystuje się je między innymi w farmakologii wielu chorób, np. Inhibitory pełnią bardzo ważną rolę w organizmie człowieka. Regulują aktywność wielu szlaków metabolicznych w komórce, dzięki czemu utrzymują wewnętrzną równowagę, zwaną homeostazą.
Aktywność enzymów może być hamowana przez niektóre związki chemiczne, tzw. inhibitory enzymów. Zalicza się do nich naturalnie występujące metabolity komórkowe oraz substancje obcego pochodzenia, takie jak leki i toksyny. Związki te łączą się odwracalnie (inhibicja kompetycyjna i inhibicja niekompetycyjna) lub nieodwracalnie (inhibicja nieodwracalna) z enzymami, uniemożliwiając przyłączanie substratu.
W związku z konkretnym działaniem poszczególnych inhibitorów, wyróżniamy inhibicję odwracalną i nieodwracalną. W przypadku tej pierwszej, inhibitor wiąże się z enzymem za pomocą słabych wiązań chemicznych w centrum aktywnym lub poza nim, ewentualnie z kompleksem enzym-substrat. Reakcję można odwrócić.
Inhibitory enzymów mają duże znaczenie w medycynie, ponieważ wchodzą w skład wielu leków, między innymi antybiotyków, cytostatyków, leków przeciwnowotworowych.
Przeczytaj także: Poradnik: Wybór nawilżacza
Wyróżniamy:
- inhibitor allosteryczny - obniżają aktywność katalityczną enzymu wskutek zmiany jego konformacji, co z kolei powodowane jest przyłączeniem się inhibitora do innego miejsca niż miejsce aktywne.
- inhibitor niekompetycyjny - wiążą się w obszarze enzymu z miejscem innym niż aktywne i allosteryczne.
Mechanizm działania inhibicji niekompetycyjnej
Inhibicja niekompetycyjna, inaczej nazywana hamowaniem niekompetencyjnym, to jeden z typów inhibicji odwracalnej enzymów. Polega na wiązaniu, poza miejscem aktywnym i poza miejscem allosterycznym, gdzie dochodzi do zmiany kształtu enzymu. Zwiększenie stężenia substratu nie powoduje przezwyciężenia efektu inhibicji.
Inhibitor niekompetycyjny to związek, który wiąże się z enzymem poza jego miejscem aktywnym, powodując zmianę konformacyjną, która obniża aktywność katalityczną enzymu. W przeciwieństwie do inhibitorów kompetycyjnych, które konkurują z substratem o miejsce aktywne, inhibitory niekompetycyjne mogą wiązać się zarówno z wolnym enzymem, jak i z kompleksem enzym-substrat.
Mechanizm działania inhibitorów niekompetycyjnych opiera się na przyłączaniu się do innego miejsca niż centrum aktywne enzymu, co prowadzi do zmian allosterycznych w strukturze białka i zakłócenia procesu katalizy. Charakterystyczną cechą inhibicji niekompetycyjnej jest to, że zwiększenie stężenia substratu nie przywraca pierwotnej aktywności enzymu, ponieważ inhibitor nie konkuruje bezpośrednio z substratem.
W analizie kinetycznej inhibicji niekompetycyjnej obserwuje się zmniejszenie maksymalnej szybkości reakcji enzymatycznej (Vmax), podczas gdy powinowactwo enzymu do substratu (stała Michaelisa, Km) pozostaje niezmienione.
Przeczytaj także: Woda destylowana: charakterystyka
Jeżeli inhibitor to duża cząsteczka, wówczas wiąże się z cząsteczką białka, która zawiera aktywne miejsce. Nie zmienia to struktury części enzymatycznej białka. Zasłania jedynie wejście do aktywnego miejsca, przez co enzym staje się nieaktywny.
Przykłady inhibitorów niekompetycyjnych i ich zastosowanie
Przykłady zastosowania inhibitorów niekompetycyjnych w lekach:
- DexaCaps: Lek przeciwkaszlowy zawierający dekstrometorfanu bromowodorek, który działa poprzez niekompetycyjne hamowanie receptorów NMDA w ośrodkowym układzie nerwowym, skutecznie tłumiąc odruch kaszlowy.
- Myfortic: Zawiera kwas mykofenolowy (MPA) w postaci mykofenolanu sodu, będący silnym, selektywnym, niekompetycyjnym i odwracalnym inhibitorem dehydrogenazy inozynomonofosforanu (IMPDH). Mechanizm ten prowadzi do zahamowania syntezy de novo nukleotydów guaninowych, co skutkuje selektywnym hamowaniem proliferacji limfocytów T i B.
Inhibicja niekompetycyjna odgrywa istotną rolę w regulacji procesów metabolicznych i może być wykorzystywana w terapii różnych chorób.
Przeczytaj także: Filtr sportowy do Audi TT 8N: Recenzja
tags: #inhibicja #niekompetycyjna #mechanizm #działania
