Відмінності між незворотними інгібіторами ферменту та оборотними інгібіторами ферментів

Інгібітори ферментів - це невеликі молекули та іони, здатні зв'язуватися з ферментами, щоб знизити їх каталітичну активність. Інгібування ферментів є важливим механізмом контролю в біологічних системах. Крім того, це процес, який застосовують багато лікарських засобів для ефективного зменшення опосередкованої хворобою ферментативної активності. Інгібітори ферментів можна класифікувати як незворотні та оборотні.

Що таке незворотні інгібітори ферментів?

Незворотні інгібітори щільно зв'язуються з ферментом, тим самим дуже повільно дисоціюючи з ним. Вони можуть утворювати ковалентні або нековалентні зв’язки зі своєю метою.

Багато важливих препаратів, таких як пеніцилін, є незворотними інгібіторами ферментів. Пеніцилін - це антибіотик, здатний вбивати бактерії шляхом ковалентного зв’язування з ферментом транспептидазою, тому перешкоджаючи синтезу клітинної стінки бактерій.

Інший приклад - аспірин, який утворює ковалентні зв’язки з ферментом циклооксигенази, що призводить до зменшення запальних процесів.

Незворотні інгібітори можна класифікувати на три категорії: специфічні для групи реактиви, субстратні аналоги та інгібітори самогубств.

Специфічні для групи реагенти можуть зв'язуватися з певним амінокислотним залишком ферменту і безповоротно модифікувати його. Отже, вони менш специфічні, здатні взаємодіяти з багатьма ферментами.

Аналоги субстрату мають подібну структуру до субстрату ферменту і можуть ковалентно модифікувати його залишки активного сайту.

Інгібітори самогубств є найбільш специфічними інгібіторами ферментів. Вони зв'язуються як субстрат до ферменту і обробляються за допомогою каталітичної реакції. Потім каталіз генерує проміжний продукт, ковалентно інактивує фермент.

Що таке оборотні інгібітори ферментів?

Оборотні інгібітори утворюють нековалентні зв’язки з ферментом. Для них характерна швидка дисоціація від своєї цілі.

Оборотні інгібітори можна класифікувати на дві основні категорії, конкурентні та неконкурентні інгібітори.

Оборотний інгібітор є конкурентоспроможним, коли фермент може зв'язуватися зі своїм активним сайтом, або з інгібітором, що утворює фермент-інгібіторний комплекс (ЕІ), або з субстратом, що утворює фермент-субстрат (ES).

У цьому випадку конкурентного гальмування зв'язування ферменту з субстратом або з інгібітором є взаємовиключними: фермент ніколи не може зв'язуватися з інгібітором і субстратом одночасно..

Зниження каталітичної активності ферменту досягається зменшенням частки ферментно-субстратного комплексу.

Підвищення концентрації субстрату може полегшити інгібування ферменту.

При оборотному неконкурентному гальмуванні субстрат та інгібітор одночасно зв'язуються з різними сайтами ферменту, роблячи його неактивним. Це гальмування не можна подолати за рахунок збільшення концентрації субстрату.

Різниця та подібність між незворотними та оборотними інгібіторами ферментів

• Незворотні інгібітори ферментів та оборотні інгібітори ферментів здатні зв'язуватися з ферментами та знижувати їх каталітичну активність.
• Незворотні інгібітори щільно зв'язуються з цільовим ферментом, а дисоціація комплексу інгібіторів ферментів відбувається дуже повільно. Ефект гальмування незворотний. З іншого боку, оборотні інгібітори характеризуються швидкою дисоціацією комплексу ферментів-інгібіторів. Ефект гальмування оборотний.
• Незворотні інгібітори можна класифікувати на три категорії: специфічні для групи реагенти, субстрати-аналоги та інгібітори самогубств. Оборотні інгібітори класифікуються на дві групи: конкурентні та неконкурентні інгібітори.
• Необоротні аналоги субстрату та оборотні конкурентні інгібітори діють аналогічно, імітуючи специфічний для ферменту субстрат. Аналоги субстрату незворотно модифікують активний сайт ферменту, тоді як конкурентне інгібування може бути відмінено підвищенням концентрації субстрату..

Незворотні та оборотні інгібітори ферментів: Таблиця порівняння

Підсумок

Незворотні та оборотні інгібітори ферментів - це молекули, здатні зв'язуватися з ферментами та інактивувати їх.

Хоча незворотні інгібітори діють більш постійно, змінюючи активні ділянки і повільно дисоціюючи з їх цільовим ферментом, оборотні інгібітори характеризуються швидкою дисоціацією від ферменту, і їх інгібіторну активність можна легко повернути.