Различия между необратимыми ингибиторами ферментов и ингибиторами обратимого фермента

Ингибиторы ферментов представляют собой небольшие молекулы и ионы, способные связываться с ферментами, чтобы уменьшить их каталитическую активность. Ингибирование фермента является важным механизмом контроля в биологических системах. Кроме того, это метод, используемый многими препаратами для эффективного снижения ферментативной активности, опосредованной болезнями. Ингибиторы ферментов могут быть классифицированы как необратимые и обратимые.

Что такое необратимые ингибиторы ферментов?

Необратимые ингибиторы тесно связываются с ферментом, тем самым очень медленно отделяясь от него. Они могут образовывать либо ковалентные, либо нековалентные связи с их мишенью.

Многие важные препараты, такие как пенициллин, являются необратимыми ингибиторами ферментов. Пенициллин является антибиотиком, способным убивать бактерии ковалентным связыванием с ферментом транспептидазой, поэтому предотвращает синтез клеточной стенки бактерий.

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

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

Групповые реагенты могут связываться с определенным аминокислотным остатком фермента и необратимо изменять его. Поэтому они менее специфичны, способны взаимодействовать со многими ферментами.

Субстратные аналоги представляют сходную структуру с субстратом фермента и могут ковалентно модифицировать остаток активного сайта.

Ингибиторы суицида являются наиболее специфическими ингибиторами ферментов. Они связываются в качестве субстрата с ферментом и обрабатываются путем каталитической реакции. Затем катализатор генерирует промежуточное соединение, которое ковалентно инактивирует фермент.

Что такое реверсивные ингибиторы ферментов?

Обратимые ингибиторы образуют нековалентные связи с ферментом. Они характеризуются быстрой диссоциацией от их цели.

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

Обратимый ингибитор является конкурентным, когда фермент может связываться с его активным центром, либо с ингибитором, образующим фермент-ингибиторный комплекс (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 за счет уменьшения доли комплекса фермент-субстрат.

Увеличение концентрации субстрата может уменьшить ингибирование фермента.

В обратимом неконкурентном ингибировании субстрат и ингибитор одновременно связываются с различными сайтами фермента, что делает его неактивным. Это ингибирование не может быть преодолено за счет увеличения концентрации субстрата.

Различие и сходство между необратимыми и обратимыми ингибиторами фермента

• Необратимые ингибиторы ферментов и ингибиторы обратимого фермента способны связываться с ферментами и снижать их каталитическую активность.
• Необратимые ингибиторы жестко связываются с целевым ферментом, и диссоциация комплекса ингибитора фермента происходит очень медленно. Эффект ингибирования является необратимым. Обратимые ингибиторы, с другой стороны, характеризуются быстрой диссоциацией комплекса фермент-ингибитор. Эффект ингибирования является обратимым.
• Необратимые ингибиторы можно разделить на три категории: специфические для группы реагенты, субстратные аналоги и ингибиторы суицида. Обратимые ингибиторы делятся на две группы: конкурентные и неконкурентные ингибиторы.
• Необратимые субстратные аналоги и обратимые конкурентные ингибиторы действуют аналогично, имитируя фермент-специфический субстрат. Субстратные аналоги необратимо модифицируют активный сайт фермента, в то время как конкурентное ингибирование можно обратить вспять за счет увеличения концентрации субстрата.

Необратимые и обратимые ингибиторы ферментов: таблица сравнения

Резюме

Необратимыми и обратимыми ингибиторами ферментов являются молекулы, способные связываться с ферментами и инактивировать их.

В то время как необратимые ингибиторы действуют более постоянно, изменяя активные сайты и медленно диссоциируя от их целевого фермента, обратимые ингибиторы характеризуются быстрой диссоциацией от фермента, и их активность ингибирования может быть легко отменена.