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Inibição Enzimática

Os inibidores enzimáticos ligam-se às enzimas e diminuem a sua atividade. Os ativadores enzimáticos ligam-se às enzimas e aumentam a sua atividade. As moléculas que diminuem a atividade catalítica das enzimas podem-se apresentar de várias formas, incluindo a inibição reversível ou irreversível. A inibição reversível pode ser competitiva, não competitiva, ou incompetitiva.

Última atualização: 25 Feb, 2022

Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

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 Km aumenta, dado que é necessário um aumento da concentração do substrato para obter metade da velocidade máxima.
  • A Vmax não é alterada, no entanto.
  • Mudanças na curva de Michaelis-Menten:
    • O aumento de Km fará com que a curva se desloque para a esquerda do gráfico.
    • A reação acabará por atingir Vmax, 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 Km também levará a um aumento de -1/Km, deslocando a interseção com o eixo x para a esquerda.
    • A falta de mudança em Vmax 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 Vmax, enquanto que o Km permanece o mesmo.
  • Mudanças na curva de Michaelis-Menten:
    • A diminuição do Vmax leva a um deslocamento para baixo na altura da curva.
    • Km permanece igual, portanto a curva não se desloca no eixo x.
  • Mudanças na curva de Lineweaver-Burk:
    • A diminuição da Vmax leva a um aumento em 1/Vmax, fazendo com que a interseção com o eixo y seja maior.
    • Como o Km não muda, a interceção com o eixo x de -1/Km 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 Km é reduzido à medida que o inibidor faz a reação favorecer o complexo enzimático-substrato, criando um aumento inicial na taxa de reação.
  • A Vmax também é reduzida à medida que a enzima é impedida de formar produtos.
  • Mudanças na curva de Michaelis-Menten:
    • A diminuição do Km leva a um ligeiro desvio para a direita na curva.
    • A diminuição do Vmax leva a um deslocamento para baixo na altura da curva.
  • Mudanças na curva de Lineweaver-Burk:
    • A diminuição do Km faz com que o -1/Km também diminua e desloca a interceção com o eixo x para a direita.
    • A diminuição da Vmax leva a um aumento em 1/Vmax, fazendo com que a interseção com o eixo y seja maior.
    • A linha deslocar-se-à para a direita 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 Vmax 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 Vmax, Km, 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 Km 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/Vmax e causando um deslocamento para baixo da interceção com o eixo y.
    • A ativação também pode levar a uma diminuição em Km e, consequentemente, a uma diminuição em -1/Km, 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.

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