inibizione enzimatica i
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Inibizione enzimaticaTRANSCRIPT
Inibizione enzimaticaSi definisce INIBITORE una qualunque sostanza che hal’effetto di ridurre la velocità di reazione di un enzima.
1. Nella biochimica classica: per studiare la struttura del sito attivo di un enzima, ilmeccanismo della reazione e la specificità di catalisi.
Lo studio di inibitori è utile:
Può derivare da:• Formazione di complesso E-I• Interazione S-I.
3. Per scopi industriali, la presenza di inibitori specifici va accuratamente controllataed evitata.
1. La maggior parte dei farmaci attualmente utilizzati sono inibitori altamente specificidi reazioni enzimatiche (molto spesso sono inibitori irreversibili).2 nella diagnostica e nella ricerca di laboratorio si utilizzano inibitori competitivi perla progettazione di cromatografie di affinità
Utilizzo degli inibitori:
Inibizione
Reversibile Irreversibile
• Competitiva• Non competitiva• Acompetitiva• Mista• Da prodotto
In tutti i casi:
variano uno o entrambi i parametri cinetici
S
S
S
SS
E
S
I
I
8 molecole di substrato S
2 molecole di inibitore I
S S
INIBIZIONE COMPETITIVA
La probabilità che il substrato S venga in contatto con il sito attivo dell’enzima è dell’80%
S
S
S
SS
E
S
I
I
8 molecole di substrato S
2 molecole di inibitore I
S S
INIBIZIONE COMPETITIVA
La probabilità che il substrato S venga in contatto con il sito attivo dell’enzima è dell’80%
La probabilità che l’inibitore I venga in contatto con il sito attivo dell’enzima è del 20%
S
S
E
S
I
I
4 molecole di substrato S
4 molecole di inibitore I
S
INIBIZIONE COMPETITIVA
La probabilità che il substrato S venga in contatto con il sito attivo dell’enzima è del 50%
I
I
S
S
E
S
I
I
4 molecole di substrato S
4 molecole di inibitore I
S
INIBIZIONE COMPETITIVA
La probabilità che il substrato S venga in contatto con il sito attivo dell’enzima è del 50%
I
I
La probabilità che l’inibitore I venga in contatto con il sito attivo dell’enzima è del 50%
Inibizione competitiva
v = VMAX [S]
KM + [S]
[I]KI
= 1 +
KM
Come calcolare KM, Vmax, KI??
KM aumenta
Vmax rimane inalterata
Inibizione competitiva
[I]KI
= 1 +
KM
KI
KMapp = KM = KM + [I]
I1, mMKm app, microM
0,5 162 30
10 111
Vmax 47,587
0
20
40
60
80
100
-2 0 2 4 6 8 10 12
I, mM
Km app, microM
KM- KI
[I]
KMapp
Inibizione competitiva
Conclusione:
• è facile calcolare Vmax
• KM è calcolabile solo da una curva in assenza di inibitore
• da curve con inibitore si ottiene una KMapp per ogni
concentrazione di inibitore, e il valore della Vmax
L’effetto dei due substrati è quello di rallentare la reazione globale, ma fadiminuire in maniera quasi esclusiva la velocità di catalisi del substrato menoabbondante
Due substrati in competizione
Questo esempio non è scelto a caso. Infatti, l’effetto di inibizionedovuto alla competizione tra due substrati per uno stesso enzima vieneutilizzato in medicina per curare soggetti che presentino i sintomi di unavvelenamento da metanolo.
CH3OH +
CH3CH2OH +
ADHHC-C
O
H
Formaldeide, tossica
CH3-C-C O
HEtanolo
Terapia dell’avvelenamento: infusione intravenosa di etanolo, per un tempo sufficiente ad eliminare il metanolo attraverso le urine senza danni (circa 3 ore). Poiché il metanolo è tossico anche a basse concentrazioni, è importante ripetere più volte l’inieziezione di etanolo, ed è fondamentale il tempestivo inizio della terapia.
Inibizione da prodotto
k1
k2
k3E + S ES E + P
k4
All’aumentare di [P], la reazione rallenta, fino al raggiungimento all’equilibrio
Conclusione:
• non si ottiene nessun parametro dai grafici lineari primari
• da curve con inibitore si ottiene una KMapp e una VMax
app
per ogni concentrazione di inibitore
Inibizione acompetitiva
Riepilogo
Competitiva
Acompetitiva
Non competitiva
Irreversibile
KMapp = KM
Nessun inibitore KM VMax
VMax
KMapp =
KM
VM
app =VM
KM VMapp =
VM
KM VMapp =
VM
Inibizione irreversibile
Sono anche detti “inibitori suicidi”
• La VMax diminuisce (diminuisce la quantità di enzima attivo)
• La KM resta invariata (l’enzima che resta attivo non ha nessuna inibizione)
A differenza dell’inibizione competitiva questo equilibrio non è reversibile
Come per l’inibizione non competitiva!!!
Se [I] < Etot