Inhibición Competitiva

La inhibición competitiva ocurre cuando un inhibidor y el sustrato compiten por el mismo sitio de unión en una enzima, de modo que solo uno puede ocupar el sitio activo a la vez. Dado que una mayor concentración de sustrato puede desplazar al inhibidor, la inhibición competitiva aumenta la Km aparente mientras que la velocidad máxima Vmax permanece inalterada.

Definition

La inhibición competitiva es una forma de inhibición reversible en la que el inhibidor se une a la enzima libre en o cerca del sitio activo en exclusión mutua con el sustrato, aumentando la Km aparente sin alterar la Vmax.

Scope

Esta entrada abarca la lógica de unión de los inhibidores competitivos, su efecto característico sobre los parámetros de Michaelis-Menten, la constante de inhibición Ki, y cómo se distingue la inhibición competitiva de otros tipos reversibles. Es una referencia metodológica y bioquímica, no una guía clínica.

Core questions

• ¿El aumento de la concentración de sustrato supera la inhibición?
• ¿Se mantiene la Vmax mientras que la Km aparente aumenta?
• ¿Dónde se une el inhibidor en relación con el sitio del sustrato?

Key concepts

• Exclusión mutua de inhibidor y sustrato
• Vmax inalterada, Km aparente aumentada
• Constante de inhibición (Ki)
• Superabilidad por exceso de sustrato
• Líneas de Lineweaver-Burk que se intersecan en el eje 1/v

Key theories

Modelo de unión por exclusión mutua

La inhibición competitiva se modela mediante la unión del inhibidor y el sustrato a la enzima libre de manera mutuamente excluyente; el tratamiento en estado estacionario predice una Vmax inalterada y una Km aparente escalada por el factor (1 + [I]/Ki).

Mechanisms

Un inhibidor competitivo se une a la enzima libre, típicamente en o superponiéndose al sitio activo, impidiendo la unión del sustrato mientras está unido. Dado que la unión es reversible y mutuamente excluyente, el aumento de la concentración de sustrato desplaza el equilibrio hacia el complejo enzima-sustrato y puede superar completamente la inhibición; por lo tanto, la Vmax permanece inalterada mientras que la Km aparente aumenta por el factor (1 + [I]/Ki) (Goldstein, 1944; Cornish-Bowden, 2012). En un gráfico de doble recíproco (Lineweaver-Burk), las líneas para diferentes concentraciones de inhibidor se intersecan en el eje 1/v. Para los inhibidores competitivos, la relación de Cheng-Prusoff vincula la IC50 medida con la Ki y la concentración de sustrato (Cheng & Prusoff, 1973).

Clinical relevance

Muchos fármacos son inhibidores competitivos que se asemejan al sustrato natural y compiten por el sitio activo; la comprensión de la superabilidad ayuda a explicar por qué su efecto puede depender de los niveles de sustrato o cofactores (Copeland, 2013). Esta entrada describe el mecanismo con fines de referencia y educación y no proporciona consejos de dosificación o tratamiento.

History

La distinción cinética de la inhibición competitiva de otros tipos reversibles se formalizó dentro del marco de estado estacionario de la cinética enzimática en la década de 1940 (Goldstein, 1944), y la relación entre la IC50 experimentalmente conveniente y la constante intrínseca Ki para los inhibidores competitivos fue establecida por Cheng y Prusoff en 1973 (Cheng & Prusoff, 1973).

Key figures

• Avram Goldstein
• Athel Cornish-Bowden
• Yung-Chi Cheng
• William Prusoff

Seminal works

• goldstein-1944
• cheng-prusoff-1973

Frequently asked questions

¿Cómo se puede identificar que un inhibidor es competitivo?

El aumento de la concentración de sustrato supera la inhibición, la velocidad máxima Vmax permanece inalterada y la Km aparente aumenta; en un gráfico de doble recíproco, las líneas para diferentes niveles de inhibidor se encuentran en el eje 1/v.

¿Por qué la Vmax permanece igual en la inhibición competitiva?

Porque a concentraciones muy altas de sustrato, el sustrato desplaza al inhibidor del sitio activo, por lo que la enzima aún puede alcanzar su velocidad máxima completa.