Alosterická inhibice (nekompetitivní inhibice)

V alosterická inhibice nebo nekompetitivní inhibice Inhibitory se vážou na alosterické centrum enzymu a tak snižují jeho aktivitu. Vazba vede ke změně konformace, která částečně nebo úplně blokuje funkci enzymu. Alosterická inhibice je považována za léčbu rakoviny.

Co je alosterická inhibice?

V medicíně je inhibice zpomalení, zpoždění nebo blokování biologických procesů. Akce může zastavit kvůli inhibici. V biochemii inhibice obvykle odpovídá inhibici enzymu. Tento typ inhibice může být buď konkurenční, nebo nekompetitivní. Nekompetitivní inhibice se také nazývá alosterická inhibice.

Cílem tohoto typu inhibice je navázat inhibitory mimo aktivní centra procesů, které mají být inhibovány. Použité inhibitory a jejich vazby mají negativní vliv na funkci enzymu zapojeného do procesu. Používané inhibitory jsou také známé jako alosterické efektory a na rozdíl od kompetitivní inhibice enzymů se nehromadí v aktivním procesním centru, ale na jiných místech příslušného enzymu. Jsou umístěny v alosterickém centru enzymu a tak mění jeho konformaci. Tato změna konformace znemožňuje enzymu vázat substrát k aktivnímu místu nebo alespoň ztěžuje.

Funkce a úkol

Enzymy jsou nezbytnou součástí každého organismu. Vlastní látky těla se účastní všech metabolických procesů a katalyzují většinu biochemických reakcí. Buňky těla potřebují určité mechanismy pro regulaci enzymatických procesů, aby ovlivnily specifickou aktivitu enzymů.

Enzymy jsou často aktivovány modifikacemi a jejich aktivita je regulovaná. Vazba na určité látky může také hrát roli při regulaci enzymatických aktivit. Vazebné látky se také nazývají efektory, které se v závislosti na jejich účinku na enzym nazývají aktivátory nebo inhibitory. Aktivátory zvyšují enzymatickou aktivitu a podporují související reakci. Inhibitory snižují enzymatické aktivity a inhibují příslušné reakce.

Inhibitory v aktivním centru enzymu způsobují tzv. Kompetitivní inhibici a zabírají vazebná místa aktivního centra. V případě nekompetitivní inhibice se inhibitor váže na alosterické centrum určitého enzymu, a tak způsobuje strukturální změnu v aktivním centru. V důsledku těchto procesů enzym částečně nebo úplně ztrácí svou funkci. Inhibice zpětné vazby nebo inhibice konečného produktu je zvláštní forma tohoto typu inhibice. Produkt syntetických řetězců alostericky inhibuje enzym podílející se na syntéze.

Všechny typy alosterické inhibice lze zvrátit. Tento proces odpovídá odstranění alostrických efektorů. Jakákoli nekompetitivní inhibice je založena na vazbě inhibitoru I na alosterické centrum enzymu E. Tato vazba neovlivňuje vazbu substrátu. Inhibitor se může vázat nejen na volný enzym, ale také na komplex enzym-substrát, protože se nemusí vázat na vazebnou část enzymu. Příslušný substrát také reaguje analogicky s komplexem enzym-inhibitor. Vytvořený komplex enzym-inhibitor-substrát však nerozděluje výsledný produkt. V jednotlivých případech nekompetitivní inhibice se specifické chování inhibitorů může více nebo méně lišit od normálního případu.

Nemoci a nemoci

Inhibice enzymatických procesů je životně důležitým typem regulace v lidském těle. Mohou být narušeni například genetickými defekty, zejména mutacemi. Takové mutace mohou ovlivnit různé stavební bloky lidského těla, které hrají roli v inhibici enzymů. Důsledky neinhibování se mohou lišit.

Například zvýšené hladiny kyseliny močové mohou být spojeny s poruchami enzymatické inhibice. Pokud se koncentrace kyseliny močové v krvi zvýší a v moči se nevylučuje dost, vylučují se soli do kloubů a mohou tak podporovat tvorbu dnavých uzlů. Krystaly kyseliny močové způsobují zánětlivé reakce na vnitřní kůži kloubů, protože jsou spojeny s akutním záchvatem dny. Zvýšená kyselina močová může být způsobena defektem v alosterické inhibici, což zvýhodňuje zvýšenou biosyntézu tzv. Purinových nukleotidů.

Alosterické inhibice jsou nejen základem různých nemocí, ale nyní se v medicíně používají také k terapeutickým účelům. Alosterická inhibice BCR-ABL je například současným terapeutickým principem pro leukémii pozitivní na chromozomy. Moderní medicína také používá princip alosterické inhibice v jiných oblastech léčby rakoviny. Vědci v současné době hledají inhibitory v souvislosti s výzkumem rakoviny. V této souvislosti objevily americké výzkumné skupiny například proteiny Ral, které se zdají být zvláště zajímavé pro výzkum rakoviny. Zatím však není možné mluvit o použitelné drogě. Přesto je alosterická, nekompetitivní inhibice oblastí, která pomůže utvářet budoucnost léčby rakoviny.