Inhibición no competitiva
La inhibición no competitiva ocurre cuando un inhibidor se une a un sitio distinto del sitio activo y reduce la catálisis independientemente de si el sustrato está unido. En su forma clásica, disminuye la velocidad máxima Vmax mientras deja la Km aparente inalterada, porque añadir más sustrato no puede desplazar un inhibidor que no compite por el sitio activo.
Definition
La inhibición no competitiva es una forma de inhibición reversible en la que el inhibidor se une con igual afinidad a la enzima libre y al complejo enzima-sustrato en un sitio distinto del sitio activo, disminuyendo la Vmax mientras deja la Km aparente inalterada; la inhibición mixta es el caso más general en el que las dos afinidades difieren.
Scope
Esta entrada cubre la lógica de unión de la inhibición no competitiva y la inhibición mixta más amplia, sus efectos sobre los parámetros de Michaelis-Menten y cómo se distinguen cinéticamente de la inhibición competitiva. Es una referencia bioquímica y metodológica, no una guía clínica.
Core questions
- ¿El inhibidor se une a un sitio distinto del sitio activo?
- ¿Se reduce la Vmax mientras que la Km aparente permanece inalterada (no competitiva pura) o también se altera (mixta)?
- ¿Puede el exceso de sustrato superar la inhibición?
Key concepts
- Unión en un sitio distinto del sitio activo
- Vmax reducida, Km aparente inalterada (no competitiva pura)
- Inhibición mixta como el caso general
- Imposibilidad de superación por exceso de sustrato
- Líneas de Lineweaver-Burk que se intersecan en el eje 1/[S]
Key theories
- Modelo de unión no mutuamente excluyente
- En la inhibición no competitiva pura, el inhibidor se une a la enzima libre y al complejo enzima-sustrato con la misma afinidad, por lo que la unión del sustrato y del inhibidor son independientes; el tratamiento en estado estacionario predice una Km inalterada y una Vmax reducida por el factor 1/(1 + [I]/Ki). La inhibición mixta generaliza esto a afinidades desiguales.
Mechanisms
Un inhibidor no competitivo se une a un sitio distinto del sitio activo y puede unirse tanto a la enzima libre como al complejo enzima-sustrato. En el caso puro, los dos eventos de unión son independientes, por lo que el inhibidor disminuye la concentración efectiva de enzima activa: la Vmax disminuye por el factor 1/(1 + [I]/Ki) mientras que la Km aparente permanece inalterada, y la inhibición no puede superarse añadiendo sustrato (Cornish-Bowden, 1974; Cornish-Bowden, 2012). En un gráfico de doble recíproco, las líneas para diferentes concentraciones de inhibidor se intersecan en el eje 1/[S]. La inhibición mixta es el caso general en el que el inhibidor se une a la enzima libre y al complejo con diferentes afinidades, alterando tanto la Km como la Vmax. La unión a un sitio regulador vincula el comportamiento no competitivo con los modelos alostéricos de cambio conformacional (Monod, 1965).
Clinical relevance
Los inhibidores que actúan lejos del sitio activo pueden ser altamente selectivos y no son superables por la acumulación de sustrato, una propiedad relevante para cómo se describen sus efectos farmacológicamente (Copeland, 2013). Esta entrada explica el mecanismo con fines de referencia y educación y no proporciona consejos de dosificación o tratamiento.
History
La separación cinética de la inhibición no competitiva, acompetitiva y mixta, y los métodos gráficos convenientes para estimar sus constantes de inhibición, se consolidaron en la literatura de cinética enzimática, incluyendo el método de replot de Cornish-Bowden de 1974 (Cornish-Bowden, 1974). El modelo alostérico de Monod, Wyman y Changeux proporcionó una justificación estructural para la inhibición en sitios distintos del sitio activo (Monod, 1965).
Key figures
- Athel Cornish-Bowden
- Jacques Monod
- Jean-Pierre Changeux
Related topics
Seminal works
- cornish-bowden-1974
- monod-1965
Frequently asked questions
- ¿En qué se diferencia la inhibición no competitiva de la inhibición competitiva?
- Un inhibidor competitivo se une al sitio activo y aumenta la Km mientras deja la Vmax inalterada, y es superado por el exceso de sustrato; un inhibidor no competitivo puro se une en otro lugar, disminuye la Vmax mientras deja la Km inalterada, y no puede ser superado añadiendo sustrato.
- ¿Qué es la inhibición mixta?
- La inhibición mixta es el caso general en el que el inhibidor se une a la enzima libre y al complejo enzima-sustrato con diferentes afinidades, por lo que tanto la Km aparente como la Vmax cambian; la inhibición no competitiva pura es el caso especial en el que las dos afinidades son iguales.