Enzimlerin Rekabetçi Olmayan İnhibisyonu Oluşur

Enzimlerin Rekabetçi Olmayan İnhibisyonu Nasıl Oluşur?

 Enzimlerin rekabetçi olmayan inhibisyonu birkaç farklı şekilde gerçekleşir. Geri dönüşümlü olabilir veya enzimin aktif bölgesine doğrudan bağlanmayı içerir. Rekabetçi inhibisyondan farklı olarak, bir inhibitörün bağlanması, enzimin bir substrata bağlanmasını engellemez, ancak ürünün oluşumunu belirli bir süre için bloke edebilir. Enzim inhibitörleri ayrıca enzimleri çeşitli şekillerde inhibe edebilir. Bu rapor, rekabetçi olmayan engellemenin meydana geldiği en yaygın yollardan bazılarını inceleyecektir.

Tersinmez inhibisyon

Tersinmez rekabetçi olmayan inhibitörler, enzimin aktif bölgesi olmayan bir kısmına bağlanarak bir enzimi bloke eder. Rekabetçi olmayan inhibisyonun, enzimi fiziksel olarak bloke ederek bloke ettiği düşünülür, ancak substratın bağlanmasını bloke etmez. Bunun yerine, katalitik bölgesinin şeklini değiştirerek bir enzimi inhibe eder. Bu inhibisyon genellikle geri döndürülemez ve substrat konsantrasyonuna bağlı değildir.

Rekabetçi olmayan inhibisyon, bir inhibitör, enzimin aktif bölgesi olmayan yapısının bir kısmına yapıştığında meydana gelir. Bu inhibisyon türü, enzimin bir reaksiyonu katalize etmesini önler. İnhibitör, serbest enzime veya enzim-substrat kompleksinin bir kısmına bağlanacaktır. Tipik bir örnek, süksinat dehidrojenazı inhibe eden bir oksaloasetattır.

Geri dönüşümlü inhibisyon, rekabetçi inhibisyona benzer, ancak daha yavaştır. Tersinir inhibisyonda, inhibitör, zayıf kovalent olmayan etkileşimler yoluyla enzim-substrat kompleksine bağlanır. Geri dönüşümsüz inhibisyondan farklı olarak, bu tür inhibisyon substrat konsantrasyonunu artırarak geçersiz kılınamaz. Ek olarak, enzimlerin geri dönüşümsüz inhibisyonu geri dönüşümlü değildir. Daha yüksek bir substrat konsantrasyonu, yalnızca rekabetçi inhibisyonun üstesinden gelebilir.

Enzimlerin

geri dönüşümlü inhibisyonu, protein katalizinde önemli bir süreçtir. Artan substrat konsantrasyonu, inhibitörü baskılayabilir ve daha fazla enzimi aktif hale getirebilir. Öte yandan, rekabetçi olmayan inhibisyon, enzim aktivitesini etkilemez ve herhangi bir substrat konsantrasyonunda sabit kalır. İnhibitör etki, enzim aşırı bir substrat ile reaksiyona girmedikçe geri döndürülemez. Geri dönüşümsüz inhibisyon, enzimlerde en yaygın inhibitör türüdür.

Rekabetçi olmayan inhibisyon, bir inhibitörün bir enzime substrattan farklı bir bölgede bağlanmasından kaynaklanır. Bir substrat EI veya ES’ye bağlandığında, üçlü bir kompleks oluşur. İnhibitör, enzimin bağlayabileceği substrat miktarının bir ölçüsü olan Vmax’ını azaltır. Rekabetçi olmayan inhibisyon ayrıca enzim katalizli reaksiyon hızında bir azalmaya neden olabilir. Hızlı denge hız denklemi bu etkiyi gösterir.

Rekabetçi inhibisyona ek olarak, enzimlerin geri dönüşümsüz rekabetçi olmayan inhibisyonu da yavaş sıkı inhibisyon olarak bilinir. Bu tip inhibisyonda, başlangıçtaki enzim inhibitör kompleksi EI, EI* olur. Bu tür bir engelleme tersine çevrilebilir ve yavaş sıkıdır ve bir bileşiğin aktivitesi zamanla artar. Geleneksel Michaelis-Menten kinetiği, Ki için yapay olarak yüksek bir değerle sonuçlanırken, Ki için gerçek değer, inhibitör ilişkilendirme hızı sabitlerinin karmaşık bir analizi yoluyla belirlenir.

Bir allosterik bölgeye bağlanma

Enzimlerin rekabetçi olmayan inhibisyonu, bir inhibitör, aktif bölge için substrat ile doğrudan rekabet etmeden enzimin enzimatik mekanizmasına müdahale ettiğinde gerçekleşir. Allosterik inhibitörler, enzimin konformasyonunda, bağlanma bölgesini tıkayan ve substrat bağlanmasına müdahale ederek enzimin işini tamamlamasını engelleyen değişikliklere neden olur. Bu tip inhibisyon genellikle rekabetçi inhibisyon ile karıştırılır ve karışık rekabetçi olmayan inhibisyon olarak anılır.

Allosterik enzimler tipik olarak bir substrat bağlandığında değişen bir sigmoidal eğriye sahiptir. Birkaç alt birim içerdiklerinden, inhibisyon hem K0.5 hem de Vmax’ı derinden etkiler. İnhibisyon, eğride sağa ve aşağı doğru bir kaymaya neden olur. İnhibitörler tercihen düşük afiniteli T durumuna bağlanır.

Bir allosterik inhibitöre bağlanma, enzimleri düzenlemek için yaygın bir mekanizmadır. Bu tip inhibisyonda, bir inhibitör enzimin allosterik bölgesine bağlanır ve substratın enzimin aktif bölgesine bağlanmasını engeller. Bu tip inhibisyonda, inhibitör allosterik bir bölgeye bağlanarak enzimin reaksiyonu katalizleyemeyeceği bir duruma girmesine neden olur.

Rekabetçi olmayan inhibisyonun en yaygın şekline allosterik inhibisyon denir. Bu durumda, bir inhibitör, substratın varlığından bağımsız olarak enzime bağlanır. İnhibitör, enzimin üç boyutlu üçüncül yapısını değiştirerek enzimin bir reaksiyonu katalize etme yeteneğini inhibe eder. Ek olarak, bir substrat allosterik bölgeye bağlanabilir ve bu da rekabetçi olmayan inhibisyona neden olabilir.

Rekabetçi bir inhibitör

Rekabetçi bir inhibitörde, inhibitör, substratın aktif bölgeye bağlanmasını bloke eder. Ayrıca enzimin kimyasal reaksiyonunu gerçekleştirmesini de engeller. Buna karşılık, rekabetçi olmayan engelleme, rekabetçi değildir. Rekabetçi olmayan inhibisyonda, inhibitör substrata bağlanmak için serbesttir. Bu nedenle, substrat ve inhibitör birbirine bağlanabilir ve reaksiyonu tamamlayabilir.

Rekabetçi olmayan inhibitörler, ilaç tedavisinin önemli bir şeklidir. Enzimlerin aktivitesini durdurmak veya yavaşlatmak için hareket ederler. Üç ana inhibitör türü vardır: rekabetçi, rekabetçi olmayan ve rekabetçi olmayan. Bu inhibitörler farklı çalışır ve etki tarzlarına göre sınıflandırılır. Yarışmalı olarak inhibe edilirlerse, başka bir enzimin aktivitesine müdahale ederler.

Aktif bir enzim-substrat kompleksinin çıkarılması

inhibisyonu, bir madde bir enzimin aktif bölgesine proteinin şeklini değiştirecek şekilde bağlandığında meydana gelir. Bu değişiklik, enzimin substratına bağlanmasını önler, aktivasyon enerjisini azaltır ve daha iyi kataliz sağlar. Bu mekanizma aynı zamanda allosterik inhibisyon olarak da bilinir.

Aktif substrat-enzim kompleksinin bir enzimden uzaklaştırılması, enzimin konsantrasyonunu arttırır, böylece aktivitesini arttırır. x-keseni değişmeden kalır. İnhibitör, enzimin konsantrasyonunu arttırır, ancak reaksiyon hızı yavaşlar. Bu nedenle, enzimlerin rekabetçi olmayan inhibisyonu tercih edilen inhibisyon modudur ve en yaygın biçimdir.

Bir enzimin inhibisyonu, substratının aktif bölge için düşük bir afiniteye sahip olması durumunda rekabetçi değildir. Buna karşılık, yüksek Km değerlerine sahip enzimler, substrat tarafından doygun değildir, ancak artan konsantrasyonlarla aktiviteleri artacaktır. Enzim substrat ile doygunluğa ulaştığında, maksimum hızına ulaşacaktır. Substratın enzime olan afinitesi zayıflayarak hücrenin istenen miktarda ürün üretmesine izin verilir.

Farklı bir inhibisyon

türü Substrat veya ürün bir enzime bağlandığında farklı bir inhibisyon türü oluşur. Bu tür bir engelleme, bir enzim-substrat kompleksi bir çıkmaz oluşturduğunda meydana gelir. Substrat, molekülün “başı” ve “kuyruğu” olarak anılan iki noktada bağlanır. Bu verimli bir bağlanma değildir çünkü enzimin substratı bir ürüne dönüştürmesini engeller.

Rekabet, substrat ve inhibitör enzim üzerinde aynı bölgeye bağlandığında meydana gelir. Bu durumda, substrat, aktif bölge için inhibitörden daha büyük bir afiniteye sahiptir. Ancak bu rekabet, enzimin konsantrasyonu artırılarak aşılabilir. İnhibitörler yapı olarak substratlara benzer. Bu nedenle, enzimin bağlanma bölgesi için rekabet ederler.

Rekabetçi olmayan inhibisyon mekanizmaları Ortak

olmalarına rağmen, iki tip inhibisyon mekanizmalarında farklılık gösterir. Adından da anlaşılacağı gibi, rekabetçi olmayan inhibisyon, bir enzimin reaksiyonunun maksimum hızını (Vmax), belirli bir substrat konsantrasyonunun enzimin tüm aktif bölgelerini doyurduğu maksimum hızın bir ölçüsünü azaltır. Etkisi, reaksiyon hızının Vmax’ın yarısına ulaştığı substrat konsantrasyonu olan Michaelis sabiti kullanılarak ölçülür. Rekabetçi olmayan inhibisyon benzersizdir çünkü enzimin substrata olan afinitesini etkilemeden bir reaksiyonun maksimum hızını azaltır. Sonuç olarak, substrat konsantrasyonunun arttırılması, Vmax’taki düşüşün üstesinden gelmeyecektir. Rekabetçi olmayan inhibisyon nadirdir ancak meydana gelir.

Enzimlerin rekabetçi olmayan inhibisyon mekanizması tersine çevrilebilir ve substrat ve inhibitör, aktif bölgenin farklı bölümlerine bağlanır. İnhibitör, allosterik bölgeye bağlanırken, substrat aktif bölgeye bağlanır. Bu işlem reaksiyonu yavaşlatır ve ilerlemesini engeller. Enzimlerin rekabetçi olmayan inhibisyonu, rekabetçi inhibisyon gibi, substrat bölgesinin şeklini değiştirerek çalışan bir tür geri dönüşümlü inhibitör mekanizmadır.

Enzimin

rekabetçi olmayan inhibisyonu Enzimlerin rekabetçi olmayan inhibisyonunun birçok mekanizması arasında, geri besleme inhibisyonu, bir enzimin ürününün diğerini inhibe etmek için kullanılmasını içerir. Glikoliz sırasında ATP, fosfofruktokinazları inhibe eder, bu da fosfofruktokinazları inhibe eder. Bu şekilde enzim kendini inhibe ederek aynı ürünün daha fazla üretilmesini engeller.

Rekabetçi inhibisyon, aktif bölgeye bağlanmayı içerir. Buna karşılık, rekabetçi olmayan inhibisyon, inhibitörün enzime doğrudan bağlanmasını içerir. Her iki inhibisyon türünde de inhibitör, enzimin substrata olan afinitesini azaltır. Öte yandan, rekabetçi olmayan inhibisyon, substratın enzim-inhibitör kompleksine bağlanmasına izin verir. Bu tür engelleme rekabetçi değildir ve “allosterik” olarak adlandırılır.

Rekabetçi olmayan inhibisyon da metaller tarafından zehirlenme için bir mekanizmadır. İnsanlarda cıva gibi metaller vücut için toksik olabilir. Spesifik inhibisyonlar zehirlenmeden sorumlu olabilir. Rekabetçi olmayan inhibisyonun diğer örnekleri, pro-hepatoselüler karsinoma enzimi disülfiram inhibisyonunu, spesifik CYP450 ailesi enzimlerini inhibe eden benzodiazepinleri ve nöraminidazı bloke eden nöraminidaz inhibitörlerini içerir. Bu mekanizmaların kanser önleyici araştırma ve ilaç tedavisinde sonuçları vardır.