Inhibición Enzimática

Mg Inés Arnao Salas

Inhibidores

   Agente que reacciona químicamente con un grupo funcional.

Participan en la regulación enzimática.

Suministran información importante acerca de la estructura y/o grupos funcionales del sitio activo.

  Permite conocer la especificidad de la enzima por un tipo de reacción o S.

Muchos agentes terapéuticos ejercen su acción farmacológica actuando como inhibidores enzimáticos.

Tipos de inhibición enzimática

 1.- Reversible: Competitiva No competitiva Acompetitiva  2.- Irreversible

Inhibición irreversible

 Diisopropilfluorofosfato inactiva los residuos de serín-E.

 Iodoacetamida se une a grupos SH o imidazol.

   P-Cl mercuribenzoato se une a grupos SH.

La unión E-I es muy fuerte.

Disminuye Vm y no varía Km.

Inhibidores enzimáticos irreversibles

Gráfica de inhibición irreversible

Inhibición irreversible

DIPFP IAM

Inhibidores competitivos

 Tienen una estructura semejante a la del S.

  Se une al sitio activo de la E.

Al aumentar la concentración del S se revierte la inhibición.

   Se forma un complejo EI.

Vm no varía y Km aumenta.

El Ki es la concentración del inhibidor que duplica el valor de Km.

CINETICA ENZIMATICA INHIBICION COMPETITIVA Su comportamiento cinético es el siguiente [ E ] + [ S ] + [ I ] [ E S ] [ E ] + [ P ] [ EI ]

Mecanismo inhibición competitiva

Inhibición competitiva

Inhibidores competitivos

Inhibición no competitiva

 Se une a un sitio diferente al sitio activo.

  Carece de especificidad por la E.

La inhibición no se revierte aumentando la concentración de S.

 Se forman complejos EI y ESI.

  El Km no se modifica pero Vm disminuye.

El Ki es la concentración del I que reduce a la mitad la Vm.

Mecanismo de inhibidor no competitivo

Gráficas de inhibición no competitiva

CINETICA ENZIMATICA INHIBICION NO COMPETITIVA Su comportamiento cinético es el siguiente [ E ] + [ S ] + [ I ] [ E S ] + [ I ] [ E ] + [ P ] [ EI ] + [ S ] [ ESI ]

Inhibición no competitiva mixta

Ki < Ki

, ; Km aumenta

Ki > Ki

,

;

Km disminuye

CINETICA ENZIMATICA INHIBICION ACOMPETITIVA Su comportamiento cinético es el siguiente [ E ] + [ S ] [ ES ] + [ I ] [ E ] + [ P ] [ ESI ] Se forma un complejo ESI, el Vm y Km disminuye.

Inhibición acompetitiva

Características principales de los diversos tipos de inhibición enzimática reversible

Cálculo de gráfico directo de Ki : método de DIXON

Gráfico de Dixon : inhibidor no competitivo

Gráfico de Dixon: inhibidor acompetitivo

CINETICA ENZIMATICA Una enzima puede estar sujeta a varios tipos de control Hexoquinasa + ATP + ADP Mg +2

a-

D-Glucosa

a-

D-Glucosa-6-fosfato Glucosa Pi (+) (-) G-6P AMP (+) Glucosa-6-P Inhibición por Producto Control Alostérico

CINETICA ENZIMATICA INHIBICION MIXTA COMPETITIVA – NO COMPETITIVA No competitiva OH-Malonato L Malato + E-NAD + MDH Competitiva E-NADH + H + + Oxalacetato

Inhibición por sustrato

  Ciertas E pueden ser inhibidas por su S.

La reacción no llega a alcanzar Vm.

 Se forman SE y SES , complejos inactivos.

 Un mecanismo probable:

Inhibición por sustrato

Reacciones enzimáticas bisustrato

 Isomerasas y liasas catalizan reacciones simples.

  S P

1

+ P

2

También hidrolasas:  A-B + H2O A-OH + BH  Muchos de los conceptos cinéticos para las reacciones monosustrato son válidas para reacciones más complejas.

Reacciones bisustrato

 A. Con formación secuencial de complejo ternario.

E

+

S 1

+

S 2 ES 1 S 2 EP 1 P 2 E + P 1 + P 2

 A 1. Mecanismo ordenado

S 1 S 2 P 1 P 2 E ES 1 ES 1 S 2 EP 1 P 2 EP 2 E

A 2.- Mecanismo al azar E S 1 ES 1 S 2 S 2 ES 2 S 1 ES 1 S 2 EP 1 P 2 P 1 EP 2 P 2 EP 1 P 2 P 1 E

Reacciones bisustrato

 B 1.- No forma complejo ternario

S 1 P 1 S 2 E ES 1 E , P 1 E , E , S 2 P 2 E , P 1 E Mecanismo de sustitución enzimática o PING PONG

Reacciones bisustrato

B 2.-Mecanismo THEORELL-CHANCE: complejo ternario que se rompe inmedia tamente.

Ej: Oxidación enzimática de alcohol NAD de hígado de pollo.

E S 1 ES 1 S 2 P 1 EP 2 P 2 E

Inhibición por productos en reacciones bisustrato