Inhibición Enzimática

Inhibición Enzimática Reversible

Inhibidores competitivos

• Inhibición competitiva: El inhibidor se parece al sustrato y, por tanto, compite con él por el sitio de unión en el centro activo de la enzima.
  • El inhibidor se une al centro activo, bloqueando la interacción del sustrato con el sitio de unión.
  • El inhibidor puede ser superado mediante un exceso de sustrato; por tanto, esta inhibición es reversible.
  • Disminuye la afinidad de la enzima por el sustrato
• A medida que la afinidad disminuye, el valor de la K_m aumenta, ya que se requiere una mayor concentración de sustrato para obtener la velocidad media máxima.
• Sin embargo, la V_max no se modifica.
• Cambios en la curva de Michaelis-Menten:
  • El aumento de K_m hará que la curva se desplace hacia la derecha del gráfico.
  • La reacción alcanzará eventualmente la V_max, pero requerirá concentraciones de sustrato mucho más altas para hacerlo.
  • La curva se desplaza hacia la izquierda sin cambiar la altura de la curva.
• Cambios en el gráfico de Lineweaver-Burk:
  • El aumento de K_m también conducirá a un aumento de -1/K_m, desplazando la intersección en x hacia la izquierda.
  • La falta de cambio en V_max hace que la intersección con Y permanezca sin cambios.
  • Estos cambios hacen que la línea aparezca «más vertical» y que cruce el gráfico original en la intersección y.

Inhibidores no competitivos

• Inhibición no competitiva: El inhibidor no tiene una forma similar a la del sustrato porque se une e inhibe la enzima fuera del centro activo, normalmente en el sitio alostérico.
  • Así, el sustrato puede seguir uniéndose al centro activo, pero no se convierte debido a la unión adicional del inhibidor.
  • La inhibición no competitiva puede ser reversible o irreversible.
  • El exceso de sustrato no desplaza al inhibidor.
• El número de complejos enzima-sustrato funcionales disminuye.
• Esto disminuye la V_max, mientras que la K_m sigue siendo la misma.
• Cambios en la curva de Michaelis-Menten:
  • La disminución de la V_max conduce a un desplazamiento hacia abajo de la altura de la curva.
  • K_m permanece igual, por lo que la curva no se desplaza en el eje x.
• Cambios en el gráfico de Lineweaver-Burk:
  • La disminución de la V_máx conduce a un aumento de 1/V_máx, lo que hace que la intersección con y sea mayor.
  • Como K_m no cambia, la intersección en x de -1/K_m también permanecerá igual.
  • Estos cambios hacen que la curva aparezca «más vertical» con la nueva línea, creando una forma de V con la línea original, con el punto en la intersección en x.

Inhibidores acompetitivos

• Inhibición acompetitiva: forma rara de inhibición enzimática caracterizada por la unión específica en el complejo enzima-sustrato
  • El inhibidor también se une fuera del centro activo, pero solo si el complejo enzima-sustrato ya está formado.
  • El resultado es un cambio conformacional reversible y, por tanto, la inactivación de la enzima.
  • Impide la liberación del sustrato del sitio de unión.
• La K_m se reduce a medida que el inhibidor hace que la reacción favorezca al complejo enzima-sustrato, creando un aumento inicial de la velocidad de reacción.
• La V_max también se reduce, ya que se impide que la enzima forme productos.
• Cambios en la curva de Michaelis-Menten:
  • La disminución de K_m conduce a un ligero desplazamiento hacia la derecha de la curva.
  • La disminución de V_max conduce a un desplazamiento hacia abajo de la altura de la curva.
• Cambios en el gráfico de Lineweaver-Burk:
  • La disminución de K_m hace que -1/K_m también disminuya y desplace la intersección con x hacia la derecha.
  • La disminución del V_máx conduce a un aumento de 1/V_máx, lo que hace que la intersección con y sea mayor.
  • La línea se desplazará hacia la derecha y aparecerá paralela y por encima de la línea inicial.

Inhibición Enzimática Irreversible

Inhibidores suicidas

• Los inhibidores suicidas se unen de forma irreversible al sitio activo de la enzima mediante una unión covalente.
• Se unen al mismo sitio que los inhibidores competitivos, pero tienen resultados permanentes de manera no competitiva
• La V_max cae a cero y no se permite la unión de ninguna cantidad de sustrato.
• Ejemplo: medicamentos con base de penicilina que actúan sobre las proteínas bacterianas de unión a la penicilina

Efectos Alostéricos

• Regulación alostérica: forma más común de regulación; realizada por ligando/efectores alostéricos
• Los ligandos se unen fuera del centro activo de la enzima, concretamente en el centro alostérico, lo que provoca un cambio conformacional y la activación o desactivación de la enzima, dependiendo de la capacidad del sustrato para adaptarse a la nueva forma.
• En las enzimas alostéricas se pueden distinguir 2 formas de estado:
  • La forma T inactiva (tensada), estabilizada por inhibidores alostéricos
  • La forma R activa (relajada), estabilizada por activadores alostéricos
• A menudo, el propio sustrato representa un activador alostérico y promueve la condición R para su propia aplicación.
  • Cooperatividad positiva: El primer sustrato facilita la unión del segundo sustrato.
  • Cooperatividad negativa: La unión del primer sustrato complica la unión del segundo sustrato.
• Dependiendo de la naturaleza del efector alostérico, se pueden cambiar los valores de V_max, K_m o ambos.
• La regulación alostérica es más importante para las enzimas limitantes de velocidad.
• Cambios en la curva de Michaelis-Menten:
  • Las enzimas alostéricas tienen una curva sigmoidal cuando se representan de esta manera.
  • Los valores de K_m suelen ser significativamente mayores para las enzimas alostéricas.
  • Los inhibidores alostéricos desplazan la reacción hacia el lado derecho de la curva.
  • Los activadores alostéricos mueven la reacción hacia el lado izquierdo de la curva.
• Cambios en el gráfico de Lineweaver-Burk con la activación:
  • La activación puede aumentar el V₀ de la reacción, lo que lleva a una disminución de 1/V_max y provoca un desplazamiento hacia abajo de la intersección con y.
  • La activación también puede conducir a una disminución de la K_m y, por lo tanto, a una disminución de -1/K_m, haciendo que la intersección con x se desplace hacia la derecha.
  • En cualquier caso, la nueva línea aparecerá «más horizontal» en comparación con la línea original.