7. Mechanismen der Enzyminhibition

• Keine kovalente Bindung, Enzym bleibt intakt

• Meist pharmazeutische Substanzen

• Unterscheidung nach Mechanismus als kompetitiv, nichtkompetitiv oder unkompetitiv

• Binden kovalent an das Enzym

• Oft regulatorische Proteine, z.B. Proteaseinhibitoren.

• Auch pharmazeutische Substanzen

• Messung der Enzymaktivität bei verschiedenen Konzentrationen eines Inhibitors ermöglicht die Auftragung der Enzymaktivität gegen die Inhibitorkonzentration. Hieraus ergeben sich die IC50 Werte.

• IC50: mittlere inhibitorische Konzentration, bei der eine halbmaximale Inhibition erzielt wird. (bei bestimmter Konzentration des Cofaktors)

A. Gruppenspezifische Reagentien: reagieren mit spezifischen Seitenketten von Aminosäuren, z.B. der Hydroxylgruppe des Serins, und bilden eine kovalente und irreversible Bindung zum Enzym.

B. Affinitätsmarker oder reaktive Substratanaloga: Moleküle die dem Substrat ähnlich sind und kovalent im aktiven Zentrum binden.

C. Selbstmordinhibitoren oder mechanismusbasierte Inhibitoren: modifizierte Substrate, die das aktive Zentrum spezifisch verändern und anfangs den normalen katalytischen Mechanismus durchlaufen.

Spezifität der Inhibitoren für bestimme Enzyme C > B > A

• z.B ATCase katalyisert die Kondensation von Aspartat und Carboaoylphosphat

• Inhibitor bindet an freies Enzym. Nimmt die Ihnhibitorkonzentration zu, dann sind höhere Substrat-Konzentrationen erforderlich um eine bestimmte Reakzionsgeschwindigkeit zu erreichen

• -Die Konzentration von E nimmt durch die Bildung von El ab . Die Reaktion von E&S zu ES wird nach links Verschoben. Bei zunehmender (S) wird Enzym E aus EI freigesetzt. Die Substratkonzentration die gebraucht wird um eine Konzentration (Es) : (E) zu erreichen, wird größer : der (apparent) KM Wird größer; V Max unverändert

• Inhibitor bindet an ES . Auch bei hohen SubstratKonzentrationen kann Vmax nicht erreicht werden

• ES wird mit Inhibitor durch Bildung des ESl - Komplexes kleiner . Damit wird die Reaktion zur Bildung von Es nach rechts verschoben , es wird weniger Substrat gebraucht um eine Konzentration ES = E zu erreichen : der apparate km wird kleiner Vmax kleiner

• Inhibitor kann sowohl an das freie Enzym wie auch ES binden . Auch bei hohen SubstratKonzentrationen kann Vmax nicht erreicht werden, Km bleibt unverändert

• Sowohl E als auch Es werden mit Inhibitor kleiner und zwar im gleichen Verhältnis . Damit wird die Reaktion von E und S zu ES nicht beeinflusst , der apparente KM bleibt gleich , Vmax wird verringert