Inibizione enzimatica

Gli inibitori sono molecole che riducono l’attività degli enzimi legandosi all’enzima. In una cellula normalmente funzionante, gli enzimi sono regolati da una varietà di inibitori. Farmaci e altre tossine possono anche inibire gli enzimi. Alcuni inibitori si legano al sito attivo dell’enzima, mentre altri inibiscono l’attività enzimatica legandosi ad altri siti sulla struttura proteica.

Gli inibitori competitivi occupano il sito attivo di enzimi, rendendoli incapaci di ospitare il substrato. Tuttavia, concentrazioni sufficientemente elevate del substrato possono superare l’inibitore; di conseguenza, gli inibitori competitivi rallentano un tasso di reazione iniziale degli enzimi, ma non influiscono sul tasso massimo dell’enzima. Un esempio di inibitore competitivo è il farmaco “disulfiram”, usato per trattare l’alcolismo cronico. Quando l’alcol viene ingerito, viene normalmente convertito in acetaldeide, che viene poi convertito in acetil coenzima A dall’ acetaldeide deidrogenasi. Disulfiram si lega e occupa il sito attivo dell’ acetaldeide deidrogenasi, rendendo l’enzima incapace di eseguire questa conversione. Di conseguenza, un paziente che assume disulfiram inizia immediatamente a sperimentare sintomi simili a postumi di una sbornia, come mal di testa, riducendo così il consumo di alcol.

Gli inibitori non competitivi si legano a siti distinti sull’enzima, lontano dal sito attivo. Questi sono chiamati siti alsicici e quando le molecole si legano ad essi, la forma del sito attivo viene modificata in modo tale che l’enzima ha una minore affinità per il substrato. Poiché gli inibitori non competitivi non occupano il sito attivo, la presenza di substrato aggiuntivo non è in grado di superare l’inibizione non competitiva e l’enzima non è in grado di raggiungere il suo tasso di reazione massimo.

Il legame covalente tra un inibitore e un enzima è solitamente irreversibile, come nel caso di alcune tossine. La maggior parte degli inibitori regolatori normalmente attivi nella cellula interagisce con gli enzimi da interazioni deboli. Questo tipo di legame è reversibile e utile per la regolazione dei processi metabolici. L’esplorazione di nuove molecole per inibire in modo competitivo e non competitivo gli enzimi che regolano la crescita cellulare nel cancro è un’area attiva di ricerca.