7.12: Hamowanie enzymów

Inhibitory to cząsteczki, które zmniejszają aktywność enzymu poprzez wiązanie się z enzymem. W normalnie funkcjonującej komórce enzymy są regulowane przez różne inhibitory. Leki i inne toksyny mogą również hamować enzymy. Niektóre inhibitory wiążą się z miejscem aktywnym enzymu, podczas gdy inne hamują aktywność enzymatyczną, wiążąc się z innymi miejscami w strukturze białka.

Inhibitory kompetycyjne zajmują miejsce aktywne enzymów, przez co nie są one w stanie pomieścić substratu. Jednak wystarczająco wysokie stężenia substratu mogą konkurować z inhibitorem; W rezultacie, inhibitory kompetycyjne spowalniają początkową szybkość reakcji enzymu, ale nie wpływają na maksymalną szybkość enzymu. Jednym z przykładów inhibitora kompetycyjnego jest lek disulfiram, stosowany w leczeniu przewlekłego alkoholizmu. Po spożyciu alkoholu jest on zwykle przekształcany w aldehyd octowy, który jest następnie przekształcany w acetylokoenzym A przez dehydrogenazę aldehydu octowego. Disulfiram wiąże się z dehydrogenazą aldehydu octowego i zajmuje jej miejsce aktywne, co uniemożliwia enzymowi przeprowadzenie tej konwersji. W rezultacie pacjent przyjmujący disulfiram natychmiast zaczyna odczuwać objawy podobne do kaca, takie jak ból głowy, zmniejszając w ten sposób spożycie alkoholu.

Niekonkurencyjne inhibitory wiążą się z różnymi miejscami enzymu, z dala od miejsca aktywnego. Są to tak zwane miejsca allosteryczne i kiedy cząsteczki wiążą się z nimi, kształt miejsca aktywnego zmienia się tak, że enzym ma mniejsze powinowactwo do substratu. Ponieważ niekompetycyjne inhibitory nie zajmują miejsca aktywnego, obecność dodatkowego substratu nie jest w stanie przezwyciężyć niekonkurencyjnego hamowania, a enzym nie jest w stanie osiągnąć maksymalnej szybkości reakcji.

Wiązanie kowalencyjne między inhibitorem a enzymem jest zwykle nieodwracalne, jak w przypadku niektórych toksyn. Większość inhibitorów regulatorowych normalnie aktywnych w komórce oddziałuje z enzymami poprzez słabe interakcje. Ten rodzaj wiązania jest odwracalny i przydatny do regulacji procesów metabolicznych. Eksploracja nowych cząsteczek w celu kompetycyjnego i niekonkurencyjnego hamowania enzymów regulujących wzrost komórek w nowotworach jest aktywnym obszarem badań.