III. Inhibicin enzimticaIII. Inhibicin enzimtica

Inhibidor:Efector que hace disminuir la actividad enzimtica, a travs de interacciones con el centro activo u otros centros especficos .

InhibidoresInhibidores

Inhibidores Reversibles: establece un equilibrio con la enzima libre, con el complejo enzima-substrato o con ambosCompetitivoMixtos (caso particular: No competitivo)Acompetitivo

Inhibidores Irreversibles: modifica qumicamente a la enzima

El inhibidor se fija al centro activo de la enzima libre, impidiendo la fijacin del substrato: Inhibicin Competitiva

Inhibicin competitiva:Ks

= K2 = [E] [S] [ES ] = [E][S]/KsK1 [ES]

KI = [E] [I] [EI ] = [I][E]/KI [EI]

Si vo=k3 [ES] Vo = ____k3 [ES]_____[E]t [E]+ [ES] + [EI]

Si k3 [E]t = Vmax Vo = [ES]Vmax [E]+ [ES]

Vo = [E][S]/Ks Vo = [S]/KsVmax [E]+ [E][S]/Ks + [I][E]/KI Vmax 1 + [S]/Ks+ [I]/KI

Caractersticas:- Las fijaciones de substrato e inhibidor son mutuamente exclusivas- A muy altas concentraciones de substrato desaparece la inhibicin- Por lo general, el inhibidor competitivo es un anlogo qumico del sustrato.- El inhibidor es tan especfico como el substrato

Se define una constante deequilibrio de disociacin delinhibidor:

Ki =[E] [I][EI]

Inhibicin Competitiva

En condiciones de estado estacionario, llamando y a la concentracin del complejo EI, para la inhibicin competitiva obtenemos el sistema de ecuaciones

vV s

Ki

Ks

mx

m

i

=

+

+1

Grfico de Lineweaber - Burk para al inhibicin competitiva

Por tanto, en la inhibicin competitiva,

1. El efecto cintico del inhibidor es el aumento aparente de la Km, que aparece multiplicada por el factor (1 + i/Ki)

2. La Vmax no aparece modificada; para concentraciones muy altas del substrato, v = Vmax, igual que en ausencia de inhibidor

3. Cuanto ms pequeo sea el valor de Ki mayor ser la potencia del inhibidor competitivo.

Inhibidor

competitivo Sustrato

BACTERIA PATHWAY

PABA FolicAcid

H2N- -COOH

OHN- -C-NH-CH-COO-

CH2CH2COO-H2N-

N

NN

HN

O

E*

NH2

O=S=O|NH2

SULFADRUGS

IcompNH2

C=O|OH

S = PABA

El inhibidor de tipo mixto se fija a la enzima independientemente de que lo haga o no el substrato; el inhibidor, por tanto, no impide la fijacin del substrato a la enzima, pero s impide la accin cataltica

El inhibidor acompetitivo se fija nicamente al complejo enzima-substrato una vez formado, impidiendo la accin cataltica

Plot de Lineweaber-Burk para inhibicin acompetitiva

Inhibicin Irreversible- Los inhibidores irreversibles reaccionan con un grupoqumico de la enzima, modificndola covalentemente

- Su accin no se describe por una constante de equilibrio Ki, sino por una constante de velocidad ki:

E + I E- Los inhibidores irreversibles son, por lo general, altamente txicos.

1. Reactivos de grupos -SH

2. Organofosfricos

3. Ligandos de metales

4. Metales pesados

Algunos tipos de inhibidores irreversibles

Ligandos de coordinacin de metales

Es el caso del ion cianuro, CN-

Se fija con gran afinidad a la sexta posicin de coordinacin del Fe hemnico, impidiendo toda modificacin posterior.

Por ello acta sobre sistemas de Fe hemnico con la sexta posicin de coordinacin libre, como la citocromo oxidasa, de lo que deriva su elevadsima toxicidad

InactivadoresInactivadores suicidassuicidas(Inhibidores activados enzimticamente)

- Se trata de molculas que se unen al centro activo de manera especfica, igual que el substrato o los inhibidores competitivos

- Una vez unidos al centro activo, la enzima transforma lamolcula en una especie qumica muy reactiva que

modifica covalentemente a la enzima, inactivndola

- Tienen por tanto (a) la especificidad del inhibidor competitivo y (b) la potencia de los inhibidores irreversibles

Un paso ms all en el desarrollo de inhibidores potentes es el concepto de Anlogo de Estado de Transicin (AET)

- El inhibidor no es estrictamente anlogo del substrato,sino del Estado de Transicin de la reaccin.

- La afinidad de las enzimas por los AET es enorme, delorden nM o pM, con lo que la fijacin es tan fuerte quepuede considerarse irreversible

Importancia del conocimiento de la Importancia del conocimiento de la inhibicin inhibicin enzimticaenzimtica en el diseo de en el diseo de

drogasdrogas

antibiticos

inhibidores para ell tratamiento contra el cncer

Inhibidores de La ciclooxigenasa (COX) es inhibida porAntiinflamatorios No Esteroidales (AINES)

Inhibidores de las proteasas del HIV