Uncompetitive Reversible Enzyme Inhibition – Enzyme Inhibitors

00:00 Okay. Die letzte Art der Hemmung, über die ich sprechen möchte, ist ein wenig schwer zu verstehen, und ich möchte sie nur dahingehend vorstellen, was sie bewirkt und welche Auswirkungen dieser Hemmstoff hat.

00:12 Dieser Hemmstoff, oder diese Art der Hemmung wird als unkompetitiv bezeichnet. Ein unkompetitiver Hemmstoff liegt irgendwo zwischen den beiden.

00:19 Eine unkompetitiv gehemmte Reaktion erfolgt durch einen Mechanismus, den Sie auf dem Bildschirm sehen.

00:25 Das normale Substrat bindet sich wie zuvor an ein Enzym.

00:28 Aber im Fall des unkompetitiven Hemmstoffs bindet er nur an den Enzym-Substrat(ES)-Komplex.

00:35 Dieser ES-Komplex ist gerade dabei, zu einem Produkt umgewandelt zu werden.

00:40 Der Hemmstoff bindet nur an diesen Punkt. Je mehr ES-Komplex wir also haben - das erreichen wir über mehr Substrat - Je mehr ES-Komplex wir haben, desto mehr gehemmtes Enzym haben wir.

00:52 Das scheint nicht ganz leicht fassbar. Wenn wir uns das Diagramm anschauen, werden wir sehen, dass es in der Tat etwas schwierig sein wird, das Konzept zu erfassen.

00:59 Betrachten wir nun die Kinetik einer unkompetitiven Reaktion im Vergleich zu einer ungehemmten Reaktion.

01:06 Wir tragen wieder V gegen S auf, wie wir es bereits zuvor getan haben.

01:08 Die orangefarbene Kurve ist die ungehemmte Reaktion ohne Inhibitor, und wir erkennen eine normale Hyperbelfunktion.

01:14 Wenn wir jedoch die unkompetitiv gehemmte Reaktion auftragen, sehen wir etwas, das etwas schwer in den Kopf zu kriegen ist.

01:22 Die Verwirrung bei der unkompetitiven Reaktion ist folgendes: Zunächst einmal sehen wir, dass sie offenbar eine niedrigere Vmax hat und sie hat tatsächlich eine niedrige Vmax.

01:31 Und das andere Verwirrende ist, dass sie eine etwas höhere Reaktionsgeschwindigkeit bei niedrigeren Konzentrationen besitzt.

01:38 Und das geschieht, weil der unkompetitive Inhibitor den ES-Komplex vorzieht.

01:44 Wenn wir den Anteil des Enzyms im ES-Komplex erhöhen, hat das den Effekt, dass die Reaktion offenbar beschleunigt wird, weshalb der erste Teil der unkompetitiven Reaktion schneller verläuft als die ungehemmte Reaktion.

02:05 Wenn wir die Daten auftragen, sehen wir noch etwas Interessantes, das passiert, und zwar dass die unkompetitive Reaktion einen niedrigeren Km-Wert hat.

02:12 Also hat die unkompetitive Reaktion bei hohen Substratkonzentrationen nicht nur eine geringere Geschwindigkeit - denn bei höheren Substratkonzentrationen haben wir einen größeren Anteil des Enzyms im ES-Komplex, der wiederum ein größeres Ziel für den unkompetitiven Inhibitor darstellt -, sondern wir sehen auch, dass der scheinbare Km-Wert des Enzyms geringer ist. Und das wiederum geschieht abermals, weil der Inhibitor den ES-Komplex begünstigt. Er lässt es so aussehen, als würde das Enzym das Substrat besser binden.

02:41 Dieses verwirrende Ergebnis spiegelt sich auch im Lineweaver-Burk-Diagramm wider.

02:47 Im Lineweaver-Burk-Diagramm haben wir etwas, das folgendermaßen aussieht: Die grüne Linie zeigt wieder die ungehemmte Reaktion mit den bekannten Charakteristika: dem 1/Vmax-Schnittpunkt auf der y-Achse und dem -1/Km-Schnittpunkt auf der x-Achse.

03:02 Das Lineweaver-Burk-Diagramm der unkompetitiven Reaktion zeigt einen höheren Wert auf der y-Achse für 1/Vmax und das spiegelt die Tatsache wider, dass Vmax gesunken ist - also steigt 1/Vmax.

03:15 Und wir sehen auch, dass die Kurve weiter nach links gewandert ist, was bedeutet, dass -1/Km weiter von 0 entfernt ist. Und das passiert eben bei einem niedrigerem Km.