INIBIÇÃO INIBIÇÃO ENZIMÁTICAENZIMÁTICA

Observa-se mesmo com o aumento na concentração do substrato, a taxa de reação torna-se essencialmente independente da concentração do substrato e aproxima-se assintoticamente a uma taxa constante, onde a enzima é tida como estando saturada com o substrato.

PONTO DE SATURAÇÃOPONTO DE SATURAÇÃO

• Todas as enzimas tem um ponto de Todas as enzimas tem um ponto de saturação, porém variando saturação, porém variando consideravelmente no que diz respeito à consideravelmente no que diz respeito à concentração requerida para produzi-lo.concentração requerida para produzi-lo.

Equação que nos permite demonstrar como a velocidade de uma reação varia em função da concentração do substrato.

Enzima Substrato Km (mM)

Catalase H2O2 25

Hoxoquinase GlicoseFrutose

0,151,5

Quimiotripsina N-benzoltirosinamidaN-formiltirosinamidaN-acetiltirosianamida

Gliciltirosinamida

2,512,032

122

Anidrase carbônica HCO3- 9,0

Glutamato desidrogenase Glutamatoa-cetoglutarato

NH4+

NADox

NADred

0,122,057

0,0250,018

Aspartato amininotransferase

Aspartatoa-cetoglutarato

OxalacetatoGlutamato

0,90,10,044,0

INIBIÇÃO ENZIMÁTICAINIBIÇÃO ENZIMÁTICA

Inibição Reversível:Inibição Reversível:Inibição CompetitivaInibição CompetitivaInibição não CompetitivaInibição não CompetitivaInibição acompetiviaInibição acompetiviaInibição MistaInibição MistaInibição IrreversívelInibição Irreversível

INIBIÇÃO ENZIMÁTICAINIBIÇÃO ENZIMÁTICA

• Muitos tipos de moléculas inibem as Muitos tipos de moléculas inibem as enzimas e podem agir de várias formas. enzimas e podem agir de várias formas.

• A forma que envolve ligações não-A forma que envolve ligações não-covalentes é reversível, através da covalentes é reversível, através da remoção do inibidor. remoção do inibidor.

• Em alguns casos as ligações não-Em alguns casos as ligações não-covalentes podem ser irreversíveis sob covalentes podem ser irreversíveis sob diferentes condições fisiológicas.diferentes condições fisiológicas.

• Já a inibição irreversível, a ligação Já a inibição irreversível, a ligação molecular é covalente. São geralmente molecular é covalente. São geralmente encontrados em reações que apresentam encontrados em reações que apresentam toxinas específicas. toxinas específicas.

INIBIÇÃO ENZIMÁTICAINIBIÇÃO ENZIMÁTICA

INIBIÇÃO COMPETITIVAINIBIÇÃO COMPETITIVA

• A molécula apresenta estrutura semelhante A molécula apresenta estrutura semelhante ao substrato da enzima que se liga para ao substrato da enzima que se liga para realizar a catálise, ela poderá aceitar esta realizar a catálise, ela poderá aceitar esta molécula no seu local de ligação, mas não molécula no seu local de ligação, mas não pode realizar o processo catalítico, pois pode realizar o processo catalítico, pois está ocupando o sítio ativo do substrato está ocupando o sítio ativo do substrato correto. correto.

• Portanto o inibidor compete pelo mesmo Portanto o inibidor compete pelo mesmo local do substrato. local do substrato.

INIBIÇÃO COMPETITIVAINIBIÇÃO COMPETITIVA

INIBIÇÃO COMPETITIVAINIBIÇÃO COMPETITIVA

• Aplicando um tratamento matemático Aplicando um tratamento matemático análogo ao utilizado anteriormente, prova-se análogo ao utilizado anteriormente, prova-se que na presença de um inibidor competitivo, que na presença de um inibidor competitivo, a velocidade da reacção enzimática é dada a velocidade da reacção enzimática é dada por:por:

INIBIÇÃO COMPETITIVAINIBIÇÃO COMPETITIVA• A comparação desta equação com a equação de Michaelis-Menten A comparação desta equação com a equação de Michaelis-Menten

mostra que:mostra que:• na presença de um inibidor competitivo, a velocidade da reação é na presença de um inibidor competitivo, a velocidade da reação é

inferior à da reação não inibida (daí o nome de “inibidor”).inferior à da reação não inibida (daí o nome de “inibidor”).• A concentração de substrato para a qual a velocidade é metade da A concentração de substrato para a qual a velocidade é metade da

velocidade évelocidade é

• Este valor (chamemos-lhe KEste valor (chamemos-lhe KMM aparente e é sempre superior ao valor de aparente e é sempre superior ao valor de KKMM na ausência do inibidor. na ausência do inibidor.

INIBIÇÃO COMPETITIVAINIBIÇÃO COMPETITIVA

Quando , a Quando , a velocidade da reação aproxima-se velocidade da reação aproxima-se assimtoticamente de vassimtoticamente de vmaxmax , tal como na , tal como na reação não-inibida. reação não-inibida.

INIBIÇÃO NÃO INIBIÇÃO NÃO COMPETITIVACOMPETITIVA

• Ocorre quando um molécula ou íon pode se Ocorre quando um molécula ou íon pode se ligar em um segundo local na superfície ligar em um segundo local na superfície enzimática (não no sítio ativo). Isto pode enzimática (não no sítio ativo). Isto pode distorcer a enzima tornando o processo distorcer a enzima tornando o processo catalítico ineficiente.catalítico ineficiente.

• O inibidor não competitivo pode ser uma O inibidor não competitivo pode ser uma molécula que não se assemelha com o substrato, molécula que não se assemelha com o substrato, mas apresenta uma grande afinidade com a mas apresenta uma grande afinidade com a enzima.enzima.

• A reação só pode ocorrer após o substrato A reação só pode ocorrer após o substrato se desligar da enzima.se desligar da enzima.

•

INIBIÇÃO NÃO INIBIÇÃO NÃO COMPETITIVACOMPETITIVA

INIBIÇÃO NÃO INIBIÇÃO NÃO COMPETITIVACOMPETITIVA

• Aplicando um tratamento matemático Aplicando um tratamento matemático análogo ao utilizado anteriormente, análogo ao utilizado anteriormente, prova-se que na presença de um prova-se que na presença de um inibidor competitivo, a velocidade da inibidor competitivo, a velocidade da reação enzimática é dada por:reação enzimática é dada por:

INIBIÇÃO NÃO INIBIÇÃO NÃO COMPETITIVACOMPETITIVA

• A comparação desta equação com a A comparação desta equação com a equação de Michaelis-Menten equação de Michaelis-Menten mostra que:mostra que:

• na presença de um inibidor não-na presença de um inibidor não-competitivo, a velocidade da reação competitivo, a velocidade da reação é inferior à da reação não inibida;é inferior à da reação não inibida;

• A concentração de substrato para a A concentração de substrato para a qual a velocidade é metade da qual a velocidade é metade da velocidade máxima é igual ao velocidade máxima é igual ao observado na ausência de inibidor.observado na ausência de inibidor.

INIBIÇÃO NÃO INIBIÇÃO NÃO COMPETITIVACOMPETITIVA

• quando , a quando , a velocidade da reação aproxima-se velocidade da reação aproxima-se

assintóticamente de

, que é sempre inferior ao da reação não inibida

INIBIÇÃO ACOMPETITIVA INIBIÇÃO ACOMPETITIVA OU INCOPETITIVAOU INCOPETITIVA

• Na inibição acompetitiva ou Na inibição acompetitiva ou incompetitiva, o inibidor não se incompetitiva, o inibidor não se pode ligar à enzima no estado pode ligar à enzima no estado livre, mas somente ao complexo livre, mas somente ao complexo E-S. O complexo E-I-S assim E-S. O complexo E-I-S assim formado, é enzimaticamente formado, é enzimaticamente inativo. Este tipo de inibição é inativo. Este tipo de inibição é raro, mas pode ocorrer em raro, mas pode ocorrer em enzima multiméricas.enzima multiméricas.

INIBIÇÃO INIBIÇÃO ACOMPETITIVAACOMPETITIVAInibidor acompetitivo

E + S ES E + P

Ks + k3

I

Ki

1/v

2 [I]

1 [I]

ESI 0 [I]

1/[S]

Não há semelhança estrutural entre S e I Ki é inversamente proporcional a afinidade entre E e I

INIBIÇÃO MISTAINIBIÇÃO MISTAInibidor do tipo misto

E + S ES E + P + Ks

I

Ki

+ k3

I

αKi

1/v

2 [I]

1 [I]

0 [I]

EI + S

αKs

ESI

Não há semelhança estrutural entre S e I Ki é inversamente proporcional a afinidade entre E e I

PERFIL DE INIBIÇÃOPERFIL DE INIBIÇÃO

INIBIÇÃO INIBIÇÃO IRREVERSÍVEL IRREVERSÍVEL

• Algumas substâncias se ligam Algumas substâncias se ligam covalentemente às enzimas deixando-as covalentemente às enzimas deixando-as inativas. Na maioria dos casos a substância inativas. Na maioria dos casos a substância reage com o grupo funcional no sítio ativo reage com o grupo funcional no sítio ativo bloqueando o local do substrato, deixando a bloqueando o local do substrato, deixando a enzima catalíticamente inativa.enzima catalíticamente inativa.

• Inibidores irreversíveis podem ser Inibidores irreversíveis podem ser extremamente seletivos pois são extremamente seletivos pois são semelhantes ao substrato. São muito semelhantes ao substrato. São muito utilizados como resíduos, os quais utilizados como resíduos, os quais apresentam grupos de átomos que se apresentam grupos de átomos que se configuram semelhantemente ao estado de configuram semelhantemente ao estado de transição que se ligam ao substrato. transição que se ligam ao substrato.