Inhibice: Porovnání verzí
{{pracuje se}} |
nový dle cit. zdrojů |
||
| Řádek 1: | Řádek 1: | ||
[[Soubor:HIV protease with bound ritonavir.png|thumb|upright=1.5|[[HIV]] [[proteáza]] s navázaným inhibitorem, [[ritonavir]]em. Tato látka brání HIV proteáze v její funkci a proto se s úspěchem používá jako [[antivirotikum]]]] |
|||
{{pracuje se}} |
|||
{{různé významy}} |
|||
'''Inhibice''' je v [[biochemie|biochemii]] proces, kdy vazba určité látky způsobí snížení aktivity [[enzym]]u.<ref name=voet>{{citace monografie| příjmení = Voet | jméno=Donald |příjmení2= Voet |jméno2=Judith | titul = Biochemie | vydání = 1. | vydavatel=Victoria Publishing| místo=Praha| rok= 1995| isbn= 80-85605-44-9}}</ref> Tím dochází k zamezení či omezení správného průběhu enzymatické reakce.<ref> {{citace monografie| titul=Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology; revised edition|vydavatel=Oxford university press|isbn=0-19-852917-1|rok=2006| místo=New York| editoři= R. Cammack et al}}</ref> Látky, které takto účinkují, se označují jako enzymatické '''inhibitory'''<ref name=voet /> či '''negativní efektory''' (opačně zase působí tzv. [[aktivátor]]y).<ref name=enzymologie>{{citace monografie| titul = Enzymologie| vydavatel=VŠCHT v Praze| jméno=Zdeněk|příjmení=Vodrážka| jméno2= Pavel| příjmení2=Rausch| jméno3= Jan| příjmení3=Káš| rok=1998}}</ref> Inhibice může být přirozená, která umožňuje regulaci buněčných procesů, a nepřirozená, kdy se v roli inhibitorů ocitají např. různé zplodiny metabolismu, ale i [[léčivo|léčiva]] a [[jed]]y.<ref name=enzymologie /> Existuje několik typů inhibice, obvykle se uvádí kompetitivní, nekompetitivní, akompetitivní a smíšená, někdy se zvlášť vyčleňuje i ireverzibilní (nevratná) inhibice. |
|||
Mechanismus inhibice je velice rozmanitý. Někdy se inhibitor váže na enzym a zamezuje mu navázat substrát, jindy sice umožní navázání substrátu, ale nemůže dojít k enzymatické reakci. V dalších případech se váže inhibitor až na komplex enzym-substrát (ES) a zamezuje přeměně substrátu.<ref name=enzymologie /> |
|||
#PŘESMĚRUJ [[Inhibice (rozcestník)]] |
|||
== Povaha inhibitorů == |
|||
Z chemického hlediska může být inhibitorem téměř cokoliv. Jsou známy [[iont]]y [[kov]]ů schopné inhibice, stejně jako různé nízkomolekulární [[anorganické látky]], ale jako inhibitory se mohou chovat i třeba poměrně vysokomolekulární [[organické látky]]. Existuje skupina inhibitorů [[polypeptid]]ové (bílkovinné) povahy, jeden z nich například blokuje účinky enzymu [[trypsin]]u.<ref name=enzymologie /> |
|||
== Reverzibilní inhibice == |
|||
Třídění je různé, toto je jen jedno z možných. Někteří autoři dávají přednost řazení smíšené inhibice do skupiny nekompetitivních inhibicí (jako tzv. „smíšené nekompetitivní inhibice“). Speciálními případy je inhibice substrátem či produktem dané enzymatické reakce – i ty však zpravidla spadají do jednoho z níže uvedených typů inhibice.<ref name=enzymologie /> |
|||
[[File:Comp inhib.svg|thumb|Schéma zachycující jeden z možných druhů kompetitivní inhibice: substrát (zeleně) se může navázat jen tehdy, není-li navázán inhibitor]] |
|||
===Kompetitivní inhibice=== |
|||
Kompetitivní (soutěživé) inhibitory jsou látky, které soutěží („kompetují“) s molekulami [[substrát]]u o [[vazebné místo]] na molekule enzymu. Typická je situace, kdy inhibitor tvarem či chemickou strukturou připomíná molekulu substrátu a enzym není schopen mezi nimi rozeznat rozdíl. Následkem toho dochází s určitou pravděpodobností k navázání inhibitoru enzymem, přičemž z tohoto komplexu enzym-substrát nemůže vzniknout produkt. Reakce E + I → EI je však reverzibilní (vratná), takže po určité době dojde k uvolnění inhibitoru a enzym se může znovu „pokusit“ navázat substrát. Znamená to, že se ale snižuje koncentrace volných a tedy dostupných molekul enzymu.<ref name=voet /> Rozsah inhibice závisí zejména právě na poměru koncentrací molekul substrátu a inhibitoru.<ref name=enzymologie /> Tím se vlastně snižuje [[Michaelisova konstanta]] enzymové reakce (K<sub>M</sub>), což se ukáže při vynesení na [[Lineweaver-Burkův graf]] (stejně jako skutečnost, že [[maximální rychlost]] v<sub>max</sub> zůstává konstantní).<ref name=voet /> |
|||
[[File:Uncompetitive inhibition.png|thumb|left|[[Lineweaver-Burkův graf]] pro akompetitivní inhibici, znázorněny různé průběhy závislosti 1/S a 1/v při různých koncentracích inhibitoru]] |
|||
===Akompetitivní inhibice=== |
|||
Akompetitivní inhibice je jev, kdy se inhibitor váže na komplex enzym-substrát a zamezuje přeměněn substrátu na produkt. V průběhu tohoto typu inhibice tedy vzniká komplex ESI, enzym-substrát-inhibitor. Ve většině případů se tato inhibice uplatňuje u dvousubstrátových reakcí, kdy se inhibitor váže na komplex E-S<sub>1</sub>, a to do druhého vazebného místa, čímž zamezuje průběhu reakce. Akompetitivní inhibitory snižují mezní rychlost (v<sub>max</sub>) i Michaelisovu konstantu (K<sub>M</sub>), ačkoliv jejich vzájemný poměr zůstává stejný. Účinky akompetitivní inhibice nelze odstranit prostým zvýšením substrátu (na rozdíl od kompetitivní inhibice), paradoxně je aktivita akompetitivního inhibitoru nejnižší při nízké koncentrace substrátu.<ref name=voet /><ref name=enzymologie /> |
|||
===Nekompetitivní a smíšená inhibice=== |
|||
Nekompetitivní inhibitory se váží na [[alosterické místo|alosterická místa]] enzymů a nebrání tedy substrátu, aby se navázal do vazebného místa enzymu. Nekompetitivní inhibitory způsobí jen to, že se snižuje rychlost přeměny substrátu na produkt.<ref name=enzymologie /> Inhibitor se přitom váže se stejnou [[disociační konstanta|disociační konstantou]] na volný enzym (E) i na komplex enzym-substrát (ES).<ref name=voet /> Inhibitor za těchto okolností snižuje mezní rychlost (v<sub>max</sub>), ačkoliv Michaelisova konstanta zůstává stejná.<ref name=enzymologie /> |
|||
Smíšená inhibice je speciálním typem inhibice, kdy dochází k změně Michaelisovy konstanty i mezní rychlosti, ale mění se i jejich poměr.<ref name=enzymologie /> |
|||
== Ireverzibilní inhibice== |
|||
Ireverzibilní inhibitory se rovněž označují jako [[enzymový jed|enzymové jedy]], protože nevratně poškozují enzym tím, že ho chemicky modifikují či se na něj nevratně navážou. Ve většině případů dochází ke [[kovalentní vazba|kovalentní vazbě]] inhibitoru či jeho části na [[aminokyselina|aminokyselinové]] postranní skupiny enzymu. Tyto kovalentní změny je obtížné či téměř nemožné napravit a situace se nezlepší ani tehdy, je-li inhibitor odstraněn z okolního prostředí. Je třeba ještě vyrobit nové molekuly enzymů, což může trvat dlouho, a tak jsou ireverzibilní inhibitory mnohdy fatální.<ref name=harper>{{citace monografie| titul=Harper's Illustrated Biochemistry| příjmení=Murray| jméno=Robert K.| spoluautoři=Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell| vydavatel=Lange Medical Books/McGraw-Hill; Medical Publishing Division| rok=2003 | isbn=0-07-138901-6}}</ref> |
|||
== Odkazy == |
|||
===Reference === |
|||
<references /> |
|||
===Související články=== |
|||
* [[Enzym]] |
|||
* [[Alosterická regulace]] |
|||
* [[Enzymová kinetika]] |
|||
[[Kategorie:Enzymy]] |
|||
[[ar:مثبط إنزيم]] |
|||
[[ca:Inhibidor enzimàtic]] |
|||
[[da:Enzyminhibitor]] |
|||
[[de:Enzymhemmung]] |
|||
[[en:Enzyme inhibitor]] |
|||
[[es:Inhibidor enzimático]] |
|||
[[fr:Inhibiteur (biochimie)]] |
|||
[[id:Inhibitor]] |
|||
[[it:Inibitore enzimatico]] |
|||
[[he:מעכבי אנזימים]] |
|||
[[lv:Fermentu inhibitors]] |
|||
[[nl:Inhibitor]] |
|||
[[ja:酵素阻害剤]] |
|||
[[pl:Inhibitor]] |
|||
[[pt:Inibição enzimática]] |
|||
[[ru:Ферментативный ингибитор]] |
|||
[[sl:Encimski inhibitor]] |
|||
[[sr:Инхибиција ензиматских реакција]] |
|||
[[fi:Inhibiittori]] |
|||
[[sv:Inhibitor]] |
|||
[[tk:Fermentatiw ingibitor]] |
|||
[[zh:酶抑制剂]] |
|||
Verze z 4. 3. 2011, 17:55
Inhibice je v biochemii proces, kdy vazba určité látky způsobí snížení aktivity enzymu.[1] Tím dochází k zamezení či omezení správného průběhu enzymatické reakce.[2] Látky, které takto účinkují, se označují jako enzymatické inhibitory[1] či negativní efektory (opačně zase působí tzv. aktivátory).[3] Inhibice může být přirozená, která umožňuje regulaci buněčných procesů, a nepřirozená, kdy se v roli inhibitorů ocitají např. různé zplodiny metabolismu, ale i léčiva a jedy.[3] Existuje několik typů inhibice, obvykle se uvádí kompetitivní, nekompetitivní, akompetitivní a smíšená, někdy se zvlášť vyčleňuje i ireverzibilní (nevratná) inhibice.
Mechanismus inhibice je velice rozmanitý. Někdy se inhibitor váže na enzym a zamezuje mu navázat substrát, jindy sice umožní navázání substrátu, ale nemůže dojít k enzymatické reakci. V dalších případech se váže inhibitor až na komplex enzym-substrát (ES) a zamezuje přeměně substrátu.[3]
Povaha inhibitorů
Z chemického hlediska může být inhibitorem téměř cokoliv. Jsou známy ionty kovů schopné inhibice, stejně jako různé nízkomolekulární anorganické látky, ale jako inhibitory se mohou chovat i třeba poměrně vysokomolekulární organické látky. Existuje skupina inhibitorů polypeptidové (bílkovinné) povahy, jeden z nich například blokuje účinky enzymu trypsinu.[3]
Reverzibilní inhibice
Třídění je různé, toto je jen jedno z možných. Někteří autoři dávají přednost řazení smíšené inhibice do skupiny nekompetitivních inhibicí (jako tzv. „smíšené nekompetitivní inhibice“). Speciálními případy je inhibice substrátem či produktem dané enzymatické reakce – i ty však zpravidla spadají do jednoho z níže uvedených typů inhibice.[3]
Kompetitivní inhibice
Kompetitivní (soutěživé) inhibitory jsou látky, které soutěží („kompetují“) s molekulami substrátu o vazebné místo na molekule enzymu. Typická je situace, kdy inhibitor tvarem či chemickou strukturou připomíná molekulu substrátu a enzym není schopen mezi nimi rozeznat rozdíl. Následkem toho dochází s určitou pravděpodobností k navázání inhibitoru enzymem, přičemž z tohoto komplexu enzym-substrát nemůže vzniknout produkt. Reakce E + I → EI je však reverzibilní (vratná), takže po určité době dojde k uvolnění inhibitoru a enzym se může znovu „pokusit“ navázat substrát. Znamená to, že se ale snižuje koncentrace volných a tedy dostupných molekul enzymu.[1] Rozsah inhibice závisí zejména právě na poměru koncentrací molekul substrátu a inhibitoru.[3] Tím se vlastně snižuje Michaelisova konstanta enzymové reakce (KM), což se ukáže při vynesení na Lineweaver-Burkův graf (stejně jako skutečnost, že maximální rychlost vmax zůstává konstantní).[1]
Akompetitivní inhibice
Akompetitivní inhibice je jev, kdy se inhibitor váže na komplex enzym-substrát a zamezuje přeměněn substrátu na produkt. V průběhu tohoto typu inhibice tedy vzniká komplex ESI, enzym-substrát-inhibitor. Ve většině případů se tato inhibice uplatňuje u dvousubstrátových reakcí, kdy se inhibitor váže na komplex E-S1, a to do druhého vazebného místa, čímž zamezuje průběhu reakce. Akompetitivní inhibitory snižují mezní rychlost (vmax) i Michaelisovu konstantu (KM), ačkoliv jejich vzájemný poměr zůstává stejný. Účinky akompetitivní inhibice nelze odstranit prostým zvýšením substrátu (na rozdíl od kompetitivní inhibice), paradoxně je aktivita akompetitivního inhibitoru nejnižší při nízké koncentrace substrátu.[1][3]
Nekompetitivní a smíšená inhibice
Nekompetitivní inhibitory se váží na alosterická místa enzymů a nebrání tedy substrátu, aby se navázal do vazebného místa enzymu. Nekompetitivní inhibitory způsobí jen to, že se snižuje rychlost přeměny substrátu na produkt.[3] Inhibitor se přitom váže se stejnou disociační konstantou na volný enzym (E) i na komplex enzym-substrát (ES).[1] Inhibitor za těchto okolností snižuje mezní rychlost (vmax), ačkoliv Michaelisova konstanta zůstává stejná.[3]
Smíšená inhibice je speciálním typem inhibice, kdy dochází k změně Michaelisovy konstanty i mezní rychlosti, ale mění se i jejich poměr.[3]
Ireverzibilní inhibice
Ireverzibilní inhibitory se rovněž označují jako enzymové jedy, protože nevratně poškozují enzym tím, že ho chemicky modifikují či se na něj nevratně navážou. Ve většině případů dochází ke kovalentní vazbě inhibitoru či jeho části na aminokyselinové postranní skupiny enzymu. Tyto kovalentní změny je obtížné či téměř nemožné napravit a situace se nezlepší ani tehdy, je-li inhibitor odstraněn z okolního prostředí. Je třeba ještě vyrobit nové molekuly enzymů, což může trvat dlouho, a tak jsou ireverzibilní inhibitory mnohdy fatální.[4]
Odkazy
Reference
- ↑ a b c d e f VOET, Donald; VOET, Judith. Biochemie. 1.. vyd. Praha: Victoria Publishing, 1995. ISBN 80-85605-44-9.
- ↑ Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology; revised edition. Příprava vydání R. Cammack et al. New York: Oxford university press, 2006. ISBN 0-19-852917-1.
- ↑ a b c d e f g h i j VODRÁŽKA, Zdeněk; RAUSCH, Pavel; KÁŠ, Jan. Enzymologie. [s.l.]: VŠCHT v Praze, 1998.
- ↑ MURRAY, Robert K., Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell. Harper's Illustrated Biochemistry. [s.l.]: Lange Medical Books/McGraw-Hill; Medical Publishing Division, 2003. ISBN 0-07-138901-6.