Kľúčový rozdiel – konkurenčná vs. nekonkurenčná inhibícia
Pôsobenie inhibítorov možno nájsť v dvoch typoch ako kompetitívne inhibítory a nekompetitívne inhibítory na základe miesta na enzýme, kde sa inhibítor viaže. Kľúčový rozdiel medzi kompetitívnou inhibíciou a nekompetitívnou inhibíciou je ten, že pri kompetitívnej inhibícii väzba inhibítora bráni naviazaniu cieľovej molekuly na aktívne miesto enzýmu, zatiaľ čo pri nekompetitívnej inhibícii inhibítor znižuje aktivitu enzýmu.
Enzým je makromolekula, ktorá môže pôsobiť ako biologický katalyzátor. Enzýmy majú oblasti známe ako aktívne miesta. Aktívne miesto enzýmu je miesto, kde sa viaže cieľová molekula. Táto molekula je známa ako substrát. Substrát sa viaže na aktívne miesto a podlieha chemickým reakciám. To poskytuje maximálny výnos v krátkom časovom období. Enzým možno tiež recyklovať a znovu použiť. Inhibítory sú zlúčeniny, ktoré môžu zabrániť tomu, aby substráty prešli určitou chemickou reakciou.
Čo je konkurenčná inhibícia?
Kompetitívna inhibícia je typ inhibície enzýmu, pri ktorej sa inhibítor viaže na aktívne miesta enzýmu a bráni substrátu vo väzbe na enzým. Aktívne miesto je blokované inhibítorom, takže substrát nemá priestor na naviazanie sa na enzým.
Pri tomto type inhibície sú inhibítory, ktoré sú naviazané na aktívne miesta, podobné tvaru molekúl substrátu (ak nie, inhibítory sa nemôžu viazať na aktívne miesto, pretože tvar aktívneho miesta nezodpovedá tvaru tvar substrátu). Preto sa aktívne miesto enzýmu nemôže viazať súčasne s inhibítorom aj substrátom. To spôsobuje, že inhibítor súťaží so substrátom o väzbu na aktívne miesto, čo dáva názov kompetitívna inhibícia.
Obrázok 01: Konkurenčná inhibícia v diagrame
Konkurenčnej inhibícii možno zabrániť pridaním mnohých molekúl substrátu. To zvyšuje pravdepodobnosť, že sa aktívne miesta stretnú so substrátmi a nie s molekulami inhibítora. Väčšina kompetitívnych inhibítorov sa viaže na aktívne miesto reverzibilne. Je to preto, lebo inhibítor nemení tvar aktívneho miesta.
Čo je nekonkurenčná inhibícia?
Nekompetitívna inhibícia je typ inhibície enzýmu, pri ktorej inhibítor znižuje aktivitu enzýmu. Tu sa inhibítor môže viazať na enzým, aj keď je substrát už naviazaný na aktívne miesto tohto enzýmu. Preto sa inhibítor neviaže na aktívne miesto. Medzi substrátom a inhibítorom teda nedochádza ku konkurencii; táto inhibícia je teda známa ako nekompetitívna inhibícia. Potom sa substrát a inhibítor môžu nachádzať na enzýme súčasne.
Obrázok 2: Nekonkurenčná inhibícia v diagrame
Keď je inhibítor naviazaný na enzým spolu so substrátom, substrát nemôže podstúpiť požadovanú chemickú reakciu za vzniku cieľových produktov. Nekompetitívne inhibítory sa často viažu na enzým ireverzibilne. Je to preto, že väzba inhibítora mení tvar aktívneho miesta a aktívne miesto sa deaktivuje.
Tvar inhibítora je úplne odlišný od tvaru substrátu, pretože inhibítor nesúťaží o aktívne miesta na enzýme. Nekompetitívne inhibítory sa viažu na miesta, ktoré sú blízko aktívneho miesta. Táto väzba spôsobuje zmenu tvaru aktívneho miesta.
Aký je rozdiel medzi konkurenčnou a nekonkurenčnou inhibíciou?
Konkurenčná inhibícia verzus nekonkurenčná inhibícia |
|
| Kompetitívna inhibícia je typ inhibície enzýmu, pri ktorej sa inhibítor viaže na aktívne miesta enzýmu, čím bráni substrátu vo väzbe na enzým. | Nekompetitívna inhibícia je typ inhibície enzýmu, pri ktorej inhibítor znižuje aktivitu enzýmu. |
| Súťaž so substrátom | |
| Konkurenčné inhibítory súťažia so substrátom o aktívne miesta. | Nekompetitívne inhibítory nesúťažia so substrátom o aktívne miesta. |
| Tvar inhibítora | |
| Konkurenčné inhibítory majú podobný tvar ako substrát | Nekonkurenčné inhibítory majú tvar, ktorý sa líši od tvaru substrátu. |
| Výskyt na enzýme | |
| Na enzýme nemožno nájsť substrát a kompetitívny inhibítor súčasne. | Na enzýme je možné nájsť substrát a nekompetitívny inhibítor súčasne. |
| Metóda viazania | |
| Väzba kompetitívnych inhibítorov s aktívnym miestom je reverzibilná. | Väzba nekompetitívnych inhibítorov s aktívnym miestom je nevratná. |
| Vplyv na tvar aktívnej stránky | |
| Tvar aktívneho miesta sa nemení, keď sa kompetitívny inhibítor naviaže na aktívne miesto. | Tvar aktívneho miesta sa mení, keď sa inhibítor naviaže na enzým. |
Zhrnutie – Konkurenčná verzus nekonkurenčná inhibícia
Kľúčový rozdiel medzi kompetitívnou inhibíciou a nekompetitívnou inhibíciou je v tom, že pri kompetitívnej inhibícii väzba inhibítora zabraňuje naviazaniu cieľovej molekuly na aktívne miesto enzýmu, zatiaľ čo pri nekompetitívnej inhibícii inhibítor znižuje aktivitu enzým.
