Inhibiție alosterică (inhibiție non-competitivă)

În inhibiție alosterică sau inhibiție necompetitivă Inhibitorii se leagă de centrul alosteric al unei enzime și reduc astfel activitatea acesteia. Legarea are ca rezultat o modificare a conformației care blochează parțial sau complet funcția enzimei. Inhibiția alosterică este considerată o terapie pentru cancer.

Ce este inhibarea alosterică?

În medicină, inhibarea reprezintă încetinirea, întârzierea sau blocarea proceselor biologice. Acțiunea poate fi oprită datorită inhibiției. În biochimie, o inhibiție corespunde de obicei unei inhibiții enzimelor. Acest tip de inhibiție poate fi fie competitiv, fie non-competitiv. Inhibiția necompetitivă se mai numește inhibiție alosterică.

Cu acest tip de inhibiție, scopul este de a lega inhibitorii în afara centrelor active ale proceselor care trebuie inhibate. Inhibitorii folosiți și legăturile lor au un impact negativ asupra funcției unei enzime implicate în proces. Inhibitorii folosiți sunt, de asemenea, denumiți efectori alosterici și, spre deosebire de inhibarea competitivă a enzimelor, nu se acumulează în centrul procesului activ, ci în alte locații ale enzimei respective. Acestea sunt situate în centrul alosteric al enzimei și în acest fel își modifică conformația. Această modificare a conformației face imposibilă sau cel puțin dificilă ca enzima să lege un substrat de situsul activ.

Funcție și sarcină

Enzimele sunt componente esențiale ale fiecărui organism. Substanțele proprii ale organismului sunt implicate în toate procesele metabolice și catalizează majoritatea reacțiilor biochimice. Celulele organismului au nevoie de anumite mecanisme pentru reglarea proceselor enzimatice pentru a influența activitatea specifică a enzimelor.

Enzimele sunt adesea activate prin modificări și activitatea lor este reglementată. Legarea la anumite substanțe poate juca, de asemenea, un rol în reglarea activităților enzimatice. Substanțele de legare se mai numesc efectori, care, în funcție de efectul lor asupra enzimei, sunt numiți activatori sau inhibitori. Activatorii cresc activitatea enzimatică și promovează reacția asociată. Inhibitorii reduc activitățile enzimatice și inhibă reacțiile respective.

Inhibitorii din centrul activ al enzimei determină ceea ce este cunoscut drept inhibiție competitivă și ocupă locurile de legare ale centrului activ. În cazul unei inhibiții necompetitive, inhibitorul se leagă de centrul alosteric al unei anumite enzime și produce astfel o schimbare structurală în centrul activ. Ca urmare a acestor procese, enzima fie își pierde parțial sau complet funcția. Inhibarea feedback-ului sau inhibarea produsului final este o formă specială a acestui tip de inhibiție. Un produs din lanțuri sintetice inhibă alosteric o enzimă implicată în sinteză.

Toate tipurile de inhibiție alosterică pot fi inversate. Acest proces corespunde eliminării efectoarelor alostrice. Orice inhibiție necompetitivă se bazează pe legarea inhibitorului I la centrul alosteric al enzimei E. Această legătură nu afectează legarea substratului. Inhibitorul nu se poate lega numai de enzima liberă, ci și de complexul său de enzime-substrat, deoarece nu trebuie să se lege în partea de legare a unei enzime. Substratul respectiv reacționează, de asemenea, în mod analog cu un complex inhibitor de enzime. Cu toate acestea, un complex format de enzimă-inhibitor-substrat nu se desparte de produsul rezultat. În cazuri individuale de inhibare necompetitivă, comportamentul specific al inhibitorilor se poate abate mai mult sau mai puțin de la cazul normal.

Boli și afecțiuni

Inhibarea proceselor enzimatice este un tip vital de reglare în corpul uman. Ele pot fi perturbate, de exemplu, de defecte genetice, în special de mutații. Astfel de mutații pot afecta diverse blocuri ale corpului uman care joacă un rol în inhibarea enzimei. Consecințele de a nu fi inhibate pot fi variate.

Nivelurile crescute de acid uric, de exemplu, pot fi asociate cu tulburări de inhibare enzimatică. Dacă concentrația de acid uric în sânge este crescută și nu este suficientă în cantitatea de urină excretată, sărurile sunt depuse în articulații și astfel pot promova formarea de noduli gutați. Cristalele de acid uric provoacă reacții inflamatorii în pielea interioară a articulațiilor, deoarece sunt asociate cu un atac acut de gută. Acidul uric crescut poate fi datorat unui defect al inhibării alosterice, ceea ce favorizează o biosinteză crescută a așa-numitelor nucleotide purine.

Inhibițiile alosterice nu numai că stau la baza diferitelor boli, dar sunt folosite și de medicamente în scop terapeutic. Inhibarea alosterică a BCR-ABL este, de exemplu, un principiu terapeutic curent pentru leucemia cromozom-pozitivă. Medicina modernă folosește, de asemenea, principiul inhibiției alosterice în alte domenii ale terapiei cancerului. Oamenii de știință caută în prezent inhibitori în contextul cercetării cancerului. În acest context, grupurile de cercetare din SUA au descoperit, de exemplu, proteinele Ral, care par a fi de interes special pentru cercetarea cancerului. Cu toate acestea, nu este încă posibil să vorbim despre un medicament utilizabil. Cu toate acestea, inhibiția alosterică și non-competitivă este un domeniu care va ajuta la modelarea viitorului terapiei cancerului.