Главная/Библиотека/Ингибирование ферментов

Как ферменты выключают

Ингибитор — это молекула, которая тормозит фермент. Три способа обратимы (фермент можно «отпустить»), один — нет. Заодно это половина всей фармакологии: многие лекарства — именно ингибиторы.

Раздел 01 · Ферменты 4 типа ⏱ ~14 мин
Шпаргалка

Что происходит с Km и Vmax

Тип ингибирования проще всего опознать по тому, как меняются Km и Vmax.

КонкурентноеKm ↑ · Vmax —
НеконкурентноеKm — · Vmax ↓
БесконкурентноеKm ↓ · Vmax ↓
Суицидное (необратимое)фермент убит навсегда
По одному

Четыре типа ингибирования

Ингибитор похож на субстрат и садится в тот же активный центр — просто занимает место. Пока он там, субстрат не влезает. Но это обратимо: добавь субстрата побольше — по закону «кто кого перетолкает» он вытеснит ингибитора. Поэтому Vmax достижим (просто нужно больше субстрата → Km растёт).

схемаАктивный центр. Здесь: субстрат и похожий на него ингибитор конкурируют за один карман фермента.

В аптеке:

статины → HMG-CoA-редуктазаИАПФ (каптоприл) → АПФ

Статины занимают активный центр фермента синтеза холестерина; ИАПФ — фермента, поднимающего давление.

Ингибитор садится не в активный центр, а в отдельный «боковой» (аллостерический) карман — причём и на свободный фермент, и на уже связавший субстрат. Субстрат по-прежнему связывается, но продукт не образуется. Равновесие не сдвинуто → Km тот же; но часть ферментов «выведена из строя» → полного насыщения не достичь → Vmax падает.

схемаАллостерический карман. Здесь: ингибитор на боковом сайте, субстрат в активном центре — но реакция не идёт.

В аптеке:

ингибиторы МАО → моноаминоксидазаоксамат → ЛДГ

ИМАО не дают расщеплять норадреналин/дофамин (при депрессии); оксамат тормозит лактатдегидрогеназу — влияет на судьбу пирувата и глюконеогенез.

Ингибитор садится только на комплекс фермент–субстрат: боковой карман открывается лишь после того, как субстрат уже сел. Он запирает комплекс — продукта нет. Субстрат «утягивается» в этот тупик → его свободная концентрация падает → и Km, и Vmax снижаются.

схемаКарман, открывающийся при связывании. Здесь: ингибитор садится только когда субстрат уже в активном центре.

В аптеке (и в токсикологии):

мышьяк → Г3Ф-дегидрогеназалитий → фосфоинозитидный путь

Мышьяк бьёт по ферменту шага 6 гликолиза — прямая связь с нашим уроком; литий применяют при биполярном расстройстве.

Ингибитор садится как «аналог субстрата», но вместо слабой связи образует ковалентную — намертво. Фермент больше никогда не заработает: реакция необратима. Три обратимых типа выше можно «отпустить» — этот нет.

схемаКовалентная связь. Здесь: ингибитор «приваривается» к активному центру фермента навсегда.

Примеры — от яда до лекарства:

зарин → ацетилхолинэстеразааспирин → ЦОГ

Зарин (нервно-паралитический газ) необратимо блокирует расщепление ацетилхолина — смертельно. Аспирин так же необратимо блокирует циклооксигеназу — но это уже во благо.

Куда дальше

Связи с другими темами

Дальше в библиотеке

Углеводный обмен: гликолиз и его регуляция

К гликолизу →