Inibição Enzimática

Inibição Enzimática Reversível

Inibidores competitivos

• Inibição competitiva: O inibidor é semelhante ao substrato e assim compete com este para o local de ligação no centro ativo da enzima.
  • O inibidor liga-se ao centro ativo, bloqueando a interação do substrato com o local de ligação.
  • O inibidor pode ser superado através de um excesso do substrato; portanto, esta inibição é reversível.
  • Diminui a afinidade da enzima para o substrato
• À medida que a afinidade diminui, o valor de K_m aumenta, dado que é necessário um aumento da concentração do substrato para obter metade da velocidade máxima.
• A V_max não é alterada, no entanto.
• Mudanças na curva de Michaelis-Menten:
  • O aumento de K_m fará com que a curva se desloque para a direita do gráfico.
  • A reação acabará por atingir V_max, mas para tal serão necessárias concentrações de substrato muito mais elevadas.
  • A curva desloca-se para a esquerda sem alterar a altura da curva.
• Mudanças na curva de Lineweaver-Burk:
  • O aumento de K_m também levará a um aumento de -1/K_m, deslocando a interseção com o eixo x para a esquerda.
  • A falta de mudança em V_max faz com que a interseção com o eixo y permaneça inalterado.
  • Estas alterações fazem com que a linha apareça “mais vertical” e atravesse o gráfico original na interceção com o eixo y.

Inibidores não competitivos

• Inibição não competitiva: O inibidor não tem uma forma semelhante ao substrato porque se liga e inibe a enzima fora do centro ativo, geralmente no local alostérico.
  • O substrato pode assim continuar a ligar-se ao centro ativo, mas não é convertido devido à ligação adicional do inibidor.
  • A inibição não competitiva pode ser reversível ou irreversível.
  • O excesso de substrato não substitui o inibidor.
• O número de complexos enzima-substrato funcionais diminui.
• Isto diminui a V_max, enquanto que o K_m permanece o mesmo.
• Mudanças na curva de Michaelis-Menten:
  • A diminuição do V_max leva a um deslocamento para baixo na altura da curva.
  • K_m permanece igual, portanto a curva não se desloca no eixo x.
• Mudanças na curva de Lineweaver-Burk:
  • A diminuição da V_max leva a um aumento em 1/V_max, fazendo com que a interseção com o eixo y seja maior.
  • Como o K_m não muda, a interceção com o eixo x de -1/K_m também permanecerá o mesmo.
  • Estas alterações fazem com que a curva apareça “mais vertical” com a nova linha, criando uma forma em V com a linha original, com o ponto na interceção com o eixo x.

Inibidores incompetitivos

• Inibição incompetitiva: forma rara de inibição enzimática caracterizada por ligação específica no complexo enzimático-substrato
  • O inibidor também se liga fora do centro ativo, mas somente se o complexo enzimático-substrato já estiver formado.
  • O resultado é uma mudança conformacional reversível e consequentemente a inativação da enzima.
  • Evita a libertação do substrato do local de ligação.
• O K_m é reduzido à medida que o inibidor faz a reação favorecer o complexo enzimático-substrato, criando um aumento inicial na taxa de reação.
• A V_max também é reduzida à medida que a enzima é impedida de formar produtos.
• Mudanças na curva de Michaelis-Menten:
  • A diminuição do K_m leva a um ligeiro desvio para a direita na curva.
  • A diminuição do V_max leva a um deslocamento para baixo na altura da curva.
• Mudanças na curva de Lineweaver-Burk:
  • A diminuição do K_m faz com que o -1/K_m se torne mais negativo e desloca a interceção com o eixo x para a esquerda.
  • A diminuição da V_max leva a um aumento em 1/V_max, fazendo com que a interseção com o eixo y seja maior.
  • A linha deslocar-se-à para a esquerda e aparecerá paralela e acima da linha inicial.

Inibição Enzimática Irreversível

Inibidores suicídio

• Os inibidores suicídio ligam-se irreversivelmente ao local ativo da enzima através de ligação covalente.
• Ligam-se no mesmo local que os inibidores competitivos, mas têm resultados permanentes de forma não competitiva
• A V_max cai para zero e não é permitida a ligação de qualquer quantidade de substrato.
• Exemplo: fármacos de penicilina que atuam nas proteínas bacterianas de ligação à penicilina

Efeitos Alostéricos

• Regulação alostérica: forma mais comum de regulação; realizada por ligantes/efetores alostéricos
• Os ligandos ligam-se fora do centro ativo da enzima, nomeadamente no centro alostérico, levando a uma alteração conformacional e à ativação ou desativação da enzima, dependendo da capacidade do substrato de se adaptar à nova forma.
• Nas enzimas alostéricas, podem ser distinguidas 2 formas de estado:
  • A forma T inativa (tensa), estabilizada por inibidores alostéricos
  • A forma R ativa (relaxada), estabilizada por ativadores alostéricos
• Muitas vezes, o próprio substrato representa um ativador alostérico e promove a condição R para a sua própria implementação.
  • Cooperatividade positiva: O primeiro substrato facilita a ligação do segundo substrato.
  • Cooperatividade negativa: A ligação do primeiro substrato dificulta a ligação do segundo substrato.
• Dependendo da natureza do efetor alérgico, os valores de V_max, K_m, ou ambos podem ser alterados.
• A regulação alostérica é mais importante para as enzimas limitantes de taxa.
• Mudanças na curva de Michaelis-Menten:
  • As enzimas alostéricas têm uma curva sigmoidal quando traçadas desta forma.
  • Os valores de K_m são geralmente significativamente mais altos para as enzimas alostéricas.
  • Os inibidores alostéricos movem a reação para o lado direito da curva.
  • Os ativadores alostéricos movem a reação em para o lado esquerdo da curva.
• Mudanças na curva Lineweaver-Burk com ativação:
  • A ativação pode aumentar a V₀ da reação levando a uma diminuição no 1/V_max e causando um deslocamento para baixo da interceção com o eixo y.
  • A ativação também pode levar a uma diminuição em K_m e, consequentemente, a uma diminuição em -1/K_m, fazendo com que a interceção com o eixo x se desloque para a direita.
  • De qualquer forma, a nova linha aparecerá “mais horizontal” em comparação com a linha original.