Различия между необратимыми ингибиторами ферментов и обратимыми ингибиторами ферментов

Ингибиторы ферментов представляют собой небольшие молекулы и ионы, способные связываться с ферментами с целью снижения их каталитической активности. Ингибирование фермента является важным механизмом контроля в биологических системах. Кроме того, этот процесс используется многими лекарственными средствами для эффективного снижения опосредованной болезнью ферментативной активности. Ингибиторы ферментов могут быть классифицированы как необратимые и обратимые.

Что такое необратимые ингибиторы ферментов?

Необратимые ингибиторы прочно связываются с ферментом, поэтому очень медленно отделяются от него. Они могут образовывать ковалентные или нековалентные связи со своей мишенью.

Многие важные лекарства, такие как пенициллин, являются необратимыми ингибиторами ферментов. Пенициллин - это антибиотик, способный убивать бактерии путем ковалентного связывания с ферментом транспептидазой, предотвращая тем самым синтез клеточной стенки бактерий..

Другим примером является аспирин, который образует ковалентные связи с ферментом циклооксигеназой, что приводит к уменьшению воспалительных процессов.

Необратимые ингибиторы можно разделить на три категории: специфичные для группы реагенты, субстратные аналоги и ингибиторы самоубийств..

Специфичные для группы реагенты могут связываться с определенным аминокислотным остатком фермента и необратимо его модифицировать. Следовательно, они менее специфичны и способны взаимодействовать со многими ферментами..

Аналоги субстратов имеют структуру, аналогичную субстрату фермента, и могут ковалентно модифицировать остаток активного сайта..

Ингибиторы самоубийства являются наиболее специфическими ингибиторами ферментов. Они связываются в качестве субстрата с ферментом и обрабатываются посредством каталитической реакции. Катализ затем генерирует промежуточное соединение, которое ковалентно инактивирует фермент.

Что такое обратимые ингибиторы ферментов?

Обратимые ингибиторы образуют нековалентные связи с ферментом. Они характеризуются быстрым отрывом от цели.

Обратимые ингибиторы можно разделить на две основные категории: конкурентные и неконкурентные ингибиторы..

Обратимый ингибитор является конкурентным, когда фермент может связываться со своим активным центром, либо с ингибитором, образующим комплекс энзим-ингибитор (EI), либо с субстратом, образующим комплекс фермент-субстрат (ES).

В этом случае конкурентного ингибирования связывание фермента с субстратом или с ингибитором является взаимоисключающим: фермент никогда не может связываться с ингибитором и с субстратом одновременно.

Снижение каталитической активности фермента достигается уменьшением доли фермент-субстратного комплекса.

Увеличение концентрации субстрата может облегчить ингибирование фермента.

При обратимом неконкурентном ингибировании субстрат и ингибитор связываются одновременно с различными сайтами фермента, делая его неактивным. Это ингибирование не может быть преодолено путем увеличения концентрации субстрата.

Различия и сходства между необратимыми и обратимыми ингибиторами ферментов

• Необратимые ингибиторы ферментов и обратимые ингибиторы ферментов способны связываться с ферментами и снижать их каталитическую активность..
• Необратимые ингибиторы тесно связываются с целевым ферментом, и диссоциация комплекса фермент-ингибитор происходит очень медленно. Эффект торможения необратим. Обратимые ингибиторы, с другой стороны, характеризуются быстрой диссоциацией комплекса фермент-ингибитор. Эффект торможения обратим.
• Необратимые ингибиторы можно разделить на три категории: специфичные для группы реагенты, субстратные аналоги и ингибиторы самоубийства. Обратимые ингибиторы делятся на две группы: конкурентные и неконкурентные ингибиторы..
• Необратимые аналоги субстрата и обратимые конкурентные ингибиторы действуют аналогично, имитируя фермент-специфический субстрат. Аналоги субстрата необратимо модифицируют активный сайт фермента, в то время как конкурентное ингибирование можно обратить путем увеличения концентрации субстрата..

Необратимые и обратимые ингибиторы ферментов: сравнительная таблица

Резюме

Необратимые и обратимые ингибиторы ферментов представляют собой молекулы, способные связываться с ферментами и инактивировать их..

Хотя необратимые ингибиторы действуют более постоянно, модифицируя активные сайты и медленно диссоциируя от своего целевого фермента, обратимые ингибиторы характеризуются быстрой диссоциацией от фермента, и их ингибирующая активность может быть легко изменена.