ENZIM MODULÁCIÓ
Modulátorok hatása
Inhibitorok: Aktivátorok:
csökkentik a növelik a
reakciósebességet reakciósebességet
vi va
Az inhibíció mértéke: az aktiválás mértéke:
0 0
i i
v v
ε = v− 0
0 a a
v v ε = v−
REVERZIBILIS IRREVERZIBILIS
eldöntése:
INHIBÍCIÓ
Vmax
EO
KONTROLL
+REVERZIBILIS INHIBITOR
+IRREVERZIBILIS INHIBITOR
E S ES E P
EI
+ ⇋ → +
⇃↾
S 2
K ES k
E S E P
EI
+ ←→ → +
↓
Versengés S és I között az E aktív helyéért, vagy-vagy:
kölcsönös kizárás
I lehet:
szubsztrát analóg alternatív szubsztrát
Kompetitív inhibíció
S I
Kompetitív inhibíció
MODELL: I kötődése az enzim- hez konformáció változást okoz az enzimen és ez megakadá- lyozza S-nek az aktív centrum- hoz kötődését. Ilyen a végter- mék gátlás (feed back inhibíció) is.
S I S
S I
I
Kompetitív inhibíció
A klasszikus kompetitív inhibíció kinetikája:
ha kapp>0 akkor I alternatív szubsztrát
ha kapp=0 akkor I dead end kom- petitív inhibitor
S 2
K k
ES
app i
k
E S E P
I K
EI E P
+ →← → + +
′
→ + վ
( )
s
K E S ES
= ⋅
( )
i
K E I EI
= ⋅
max 1
s i
V S
V I
K S
K
=
+ +
max s 1
i
V V S
K I S
K
=
+ +
Kompetitív inhibíció
S 1 K 1 I V
K V
1 V 1
I max
S max
+ +
=
HC C NH2H H
H
C HO O
L-alanin
O C H H
NH2 HC C
O NH cikloszerin
Kompetitív inhibíció
Alternatív szubsztrátok : hexokináz: glükóz, fruktóz S-analógok: gyógyszerek:
Szulfonamidok (mikrobaellenes szerek) hatás- mechanizmusa:
Kompetitív inhibíció
K S 1 I K V S V
i s max
+
+
=
K S 1 P K V S V
P s max
+
+
=
Analóg inhibíciók
kompetitív inhibíció: termék inhibíció:
Nem-kompetitív inhibíció
max s i
1 S
V = V
K S 1 I
K +
+
Nem-kompetitív inhibíció
Az inhibitor molekula nem hasonlít a szubsztrátra, és nem az ak- tív centrumba kötődik. Az enzim felületén valahol máshol kap- csolódik, de ezzel nem befolyásolja a szubsztrát bekötődését.
Létrejöhet ESI hármas komplex is.
A második lépést, a termék kialakulását és kilépését gátolja.
Megváltoztatja a fehérjemolekula-láncok térszerkezetét → megváltozik az aktív centrum szerkezete →a megkötött szubsztrát nem tud elreagálni →a reakció lelassul vagy leáll.
„Mérgezi” az enzimet, mintha kevesebb enzim lenne jelen.
11 max
s i
1 S
V = V
K S 1 I
K +
+
V 1/V
} 1
1 Vmaxi
1 I Ki Vmax
=
+ K
V 1 I K
m
max i
+
K V
m max
I Vmax
Vmaxi
I
Nem-kompetitív inhibíció
Az inhibitor a látszólagos Vmaxértéket változtatja meg, Ks(illetve Km) értékét nem befolyásolja.
Az inhibitor csak a szubsztrát után tud kötődni az enzimhez.
E + P
Unkompetitív inhibíció
Egyenlete:
átrendezve:
Az unkompetitív inhibitor a KSés Vmaxértékét ugyanolyan mér- tékben csökkenti.
V V S
K S 1 I K
max s
i
=
+ +
V V 1
1 I K
S K 1 I
K S
max
i m
i
=
+ ⋅
+
+
l. nemkomp.inh.
a komp fordítottja, KScsökken
Unkompetitív inhibíció
1 V
K V
1 S
1
V 1 I
K
m
max max i
= + +
V V 1
1 I K
S K 1 I
K S
max
i m
i
= + ⋅
+
+
Vmax V
nem inhibeált
1/V
Unkompetitív inhibíció
Kevert típusú inhibíció
A nem-kompetitívből származtatják, de:
I és S zavarják egymás bekötődését a hármas komplexbe
I I
S
ahol K =E.S/ES, S
αK =EI.S/ESI K =E.I/EI αK =ES.I/ESI
max s
i i
V V S
I I
K 1 S 1
K K
=
+ + +
Kevert típusú inhibíció
A nem-kompetitív inhibíciónál:
max s i
V S
V = I K S
1 K
⋅ +
+
max s
i i
V V S
I I
K 1 S 1
K αK
=
+ + +
vagy beszorozva:
A kevert inhibíciónál:
ha α= 1, →nem-kompetitív ha α →∞, →kompetitív
Vmax/2 Vmaxi/2
Vmax Vmaxi
I
V V
1 I K
maxi max i
= +α Kmi
V
S
I
nem inhibeált
1/S 1/V I
I=0
1 1
V I K
i V
i
max max
= +
+ 1 I
α -1/Km
Km -1/αK
m K V
I K m
i max
1+
1 1
Vmax α
α
−
1+ I
Kevert típusú inhibíció
Inhibíciók összefoglalása
S és I kölcsönösen kizárják egymást az enzimről
→KOMPETITIV S és I egymástól függetlenül kötődnek az enzimre
→NEM-KOMPETITIV mint előző, de I megváltoztatja az enzim affinitását
→KEVERT TIPUSÚ I csak az S után kötődik
→UNKOMPETITIV
−1 Km
1/V
0 1/S
1/V
0 1/S
1/V
0 1/S 1/V
0 1/S
KOMPETITIV INHIBICIÓ NEMKOMPETITIV INHIBICIÓ
UNKOMPETITIV INHIBICIÓ KEVERT TIPUSÚ INHIBICIÓ
− +
1 K 1 I
m Ki
} 1
Vmax K
V 1 I
K
m
max i
+
} 1
Vmax 1
Vmaxi 1 I
Ki Vmax
=
+ K
V 1 I K
m
max i
+
K
V
m
max K
V
m max
I
I
K V
m max 1
Vmaxi 1 I
Ki Vmax
= +
− +
1 K 1 I
m Ki −1
Km
}V1
max
I
−1 Km
− 1 α.Km
−
+
+
1 I
K K 1 I K i
m i α
1 Vmax
α α−
1 1 Vmax
K V 1 I
K
m
max i
+
I
Inhibíciók Lineweaver-Burk ábrázolásban