Ингибиторы и активаторы ферментов

Кинетика ферментативных процессов (продолжение)

 

Соединения, которые при добавлении их в реакционную смесь вызывают уменьшение скорости ферментативной реакции, называются ингибиторами. Один из классов ингибиторов – необратимые ингибиторы или каталитические яды. Они взаимодействуют с ферментом и снижают его активность до нуля, например, ионы тяжелых металлов.

Более важным классом ингибиторов является класс обратимых ингибиторов.Они образуют с ферментом динамические комплексы, которые отличаются по своим каталитическим свойствам от свободного фермента. Фермент в присутствии ингибитора может характеризоваться более высоким численным значением K_m (конкурентное ингибирование), более низким значением υ_m (чистое неконкурентное ингибирование), значениями υ_m и K_m, уменьшенными в одинаковой степени (бесконкурентное ингибирование), или определенной комбинацией этих эффектов (смешанное ингибирование). Понятие “чистое неконкурентное ингибирование” используется редко.

Для определения типа ингибирования используют механизм, предложенный Боттсоми Моралесом. Большинство простых типов ингибирования являются частными случаями этого механизма, представленного на схеме (1.25):

Эта схема включает четыре формы фермента (E, ES, EI и EIS) и шесть реакций, протекающих между ними. Все простые случаи можно получить, если не учитывать некоторых реакций. Например, ингибирование является конкурентным, если отсутствует форма EIS и протекающие с ее участием реакции; неконкурентным, если отсутствует форма EI, и смешанным, если в схеме присутствуют обе указанные выше формы (EIS и EI), однако прямой переход между ними невозможен. Схема Боттса – Моралеса особенно полезна при анализе ингибиторов, которые не являются продуктами ферментативной реакции.

Эта схема описывает также некоторые механизмы действия активатора, когда в систему вносят вещество, повышающее скорость реакции. Поэтому ее можно рассматривать как общую схему, описывающую механизм действия модификаторов, под которыми понимают как ингибиторы и активаторы одновременно.