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Inibição Enzimática

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: Apr 17, 2025

Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Conteúdo

Inibição Enzimática Reversível

Inibição Enzimática Irreversível

Efeitos Alostéricos

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.

Competitive inhibition — Inibição competitiva
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Competitive inhibition graph — Inibição competitiva
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Competitive Reversible Enzyme Inhibition – Enzyme Inhibitors

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.

Non competitive inhibition — Inibição não competitiva
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Non-competitive inhibition — Inibição não competitiva
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Vídeos recomendados

Non-competitive Reversible Inhibition – Enzyme Inhibitors

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 também diminua e desloca a interceção com o eixo x para a direita.
- 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 direita e aparecerá paralela e acima da linha inicial.

Uncompetitive inhibition — Inibição enzimática reversível incompetitiva
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Vídeos recomendados

Uncompetitive Reversible Enzyme Inhibition – Enzyme Inhibitors

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

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Irreversible Enzyme Inhibition: Suicide – Enzyme Inhibitors

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.

Allosteric effects — Efeitos alostéricos
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Allosteric regulation — Efeitos alostéricos
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Vídeos recomendados

Allosteric Binding – Enzymes

Referências

Aziza, M. H., Nugraha, E. D., & Kurniawan, F. (2023). Enzyme inhibition kinetics: Recent advances, mechanistic insights, and applications in drug discovery. International Journal of Molecular Sciences, 24(15), 12109. https://doi.org/10.3390/ijms241512109
Berg, J. M., Tymoczko, J. L., Gatto, G. J., & Stryer, L. (2023). Biochemistry (10th ed.). W.H. Freeman and Company.
Cai, X., Chen, H., Wang, Y., & Wang, J. (2024). Comparative analysis of irreversible enzyme inhibitors in pharmaceutical development: Mechanism-based inactivators versus affinity labels. Journal of Medicinal Chemistry, 67(3), 1867–1885. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.3c02056
Cornish-Bowden, A. (2024). Fundamentals of enzyme kinetics (5th ed.). Wiley-Blackwell.
Devaraj, N. K., Liu, R., & Zhang, L. (2023). Advances in allosteric regulation of enzymes: Implications for metabolic disease treatments. Nature Reviews Drug Discovery, 22(4), 296–314. https://doi.org/10.1038/s41573-023-00629-1
Fersht, A. R. (2024). Structure and mechanism in protein science: A guide to enzyme catalysis and protein folding (3rd ed.). Cambridge University Press.
Gupta, V., Jafari, M., & Wilson, D. (2023). Uncompetitive inhibition: Underexplored opportunities in drug design. Biochemical Journal, 480(9), 931–948. https://doi.org/10.1042/BCJ20230111
Kim, J. H., Lee, S. Y., & Park, J. B. (2023). Allosteric modulation of enzyme activity for biocatalysis and synthetic biology applications. Chemical Reviews, 123(5), 2387–2429. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00691
Lehninger, A. L., Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2024). Lehninger principles of biochemistry (8th ed.). W.H. Freeman and Company.
Li, Y., Chen, X., & Zhang, M. (2024). Technological advances in measuring enzyme inhibition kinetics: From traditional methods to high-throughput approaches. Analytical Chemistry, 96(4), 1842–1861. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c04731
Meng, X., Yang, T., & Zhang, L. (2023). Advances in the design and development of competitive enzyme inhibitors for therapeutic applications. Journal of Medicinal Chemistry, 66(7), 4759–4783. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.2c02016
Nguyen, H. T., & Silverman, R. B. (2023). Suicide inhibitors as covalent drugs: Design principles and recent developments. Chemical Reviews, 123(8), 4731–4769. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00768
Patel, S., Wang, H., & Smith, L. J. (2024). Structure-guided analysis of non-competitive enzyme inhibition mechanisms in drug-target interactions. Journal of Biological Chemistry, 299(1), 104767. https://doi.org/10.1016/j.jbc.2023.104767
Shoichet, B. K., & Irwin, J. J. (2023). Advancing computational methods for enzyme inhibitor discovery and optimization. Trends in Pharmacological Sciences, 44(5), 356–370. https://doi.org/10.1016/j.tips.2023.02.007
Voet, D., & Voet, J. G. (2023). Biochemistry (5th ed.). John Wiley & Sons.
Walsh, C. T., & Wencewicz, T. A. (2023). Enzymes: Catalysts in chemistry and biology (2nd ed.). Royal Society of Chemistry.
Wang, L., Liu, J., & Chen, W. (2024). Novel approaches to visualizing enzyme kinetics: Beyond Lineweaver-Burk plots. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 416(4), 1023–1038. https://doi.org/10.1007/s00216-023-04875-5
Wei, L., Zhao, X., & Johnson, K. A. (2023). Mechanisms of enzyme inhibition: Integrating structural insights with kinetic analysis. Current Opinion in Structural Biology, 79, 102551. https://doi.org/10.1016/j.sbi.2023.102551
Xie, Y., Zhou, J., & Wu, S. (2024). Allosteric regulation of multi-domain enzymes: From natural systems to engineered catalysts. Nature Chemical Biology, 20(2), 205–217. https://doi.org/10.1038/s41589-023-01485-1
Yamada, K., Singh, R., & Morrison, J. F. (2023). Reexamining the mechanisms of enzyme inhibition through advanced kinetic modeling. Biochemistry, 62(12), 1578–1591. https://doi.org/10.1021/acs.biochem.3c00156

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