Inhibisi Kompetitif

Inhibisi kompetitif terjadi ketika suatu inhibitor dan substrat bersaing untuk situs pengikatan yang sama pada suatu enzim, sehingga hanya satu yang dapat menempati situs aktif pada satu waktu. Karena lebih banyak substrat dapat mengungguli inhibitor, inhibisi kompetitif meningkatkan Km semu sementara kecepatan maksimal Vmax tetap tidak berubah.

Definition

Inhibisi kompetitif adalah bentuk inhibisi reversibel di mana inhibitor mengikat enzim bebas pada atau di dekat situs aktif secara eksklusi timbal balik dengan substrat, meningkatkan Km semu tanpa mengubah Vmax.

Scope

Entri ini mencakup logika pengikatan inhibitor kompetitif, efek karakteristiknya pada parameter Michaelis-Menten, konstanta inhibisi Ki, dan bagaimana inhibisi kompetitif dibedakan dari jenis reversibel lainnya. Ini adalah referensi metodologis dan biokimia, bukan panduan klinis.

Core questions

• Apakah peningkatan konsentrasi substrat mengatasi inhibisi?
• Apakah Vmax dipertahankan sementara Km semu meningkat?
• Di mana inhibitor mengikat relatif terhadap situs substrat?

Key concepts

• Eksklusi timbal balik inhibitor dan substrat
• Vmax tidak berubah, Km semu meningkat
• Konstanta inhibisi (Ki)
• Kemampuan diatasi oleh kelebihan substrat
• Garis Lineweaver-Burk berpotongan pada sumbu 1/v

Key theories

Model pengikatan eksklusi timbal balik

Inhibisi kompetitif dimodelkan oleh inhibitor dan substrat yang mengikat enzim bebas secara saling eksklusif; perlakuan keadaan tunak memprediksi Vmax yang tidak berubah dan Km semu yang diskalakan oleh faktor (1 + [I]/Ki).

Mechanisms

Inhibitor kompetitif mengikat enzim bebas, biasanya pada atau tumpang tindih dengan situs aktif, mencegah pengikatan substrat saat terikat. Karena pengikatan bersifat reversibel dan saling eksklusif, peningkatan konsentrasi substrat menggeser kesetimbangan menuju kompleks enzim-substrat dan dapat sepenuhnya mengatasi inhibisi; oleh karena itu Vmax tidak berubah sementara Km semu meningkat dengan faktor (1 + [I]/Ki) (Goldstein, 1944; Cornish-Bowden, 2012). Pada plot resiprokal ganda (Lineweaver-Burk), garis-garis untuk konsentrasi inhibitor yang berbeda berpotongan pada sumbu 1/v. Untuk inhibitor kompetitif, hubungan Cheng-Prusoff menghubungkan IC50 yang terukur dengan Ki dan konsentrasi substrat (Cheng & Prusoff, 1973).

Clinical relevance

Banyak obat adalah inhibitor kompetitif yang menyerupai substrat alami dan bersaing untuk situs aktif; pemahaman tentang kemampuan diatasi membantu menjelaskan mengapa efeknya dapat bergantung pada kadar substrat atau kofaktor (Copeland, 2013). Entri ini menjelaskan mekanisme untuk referensi dan pendidikan dan tidak memberikan saran dosis atau pengobatan.

History

Perbedaan kinetik inhibisi kompetitif dari jenis reversibel lainnya diformalkan dalam kerangka keadaan tunak kinetika enzim pada tahun 1940-an (Goldstein, 1944), dan hubungan antara IC50 yang nyaman secara eksperimental dan konstanta intrinsik Ki untuk inhibitor kompetitif ditetapkan oleh Cheng dan Prusoff pada tahun 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

Bagaimana Anda dapat mengetahui bahwa suatu inhibitor bersifat kompetitif?

Penambahan lebih banyak substrat mengatasi inhibisi, kecepatan maksimal Vmax tidak berubah, dan Km semu meningkat; pada plot resiprokal ganda, garis-garis untuk tingkat inhibitor yang berbeda bertemu pada sumbu 1/v.

Mengapa Vmax tetap sama dalam inhibisi kompetitif?

Karena pada konsentrasi substrat yang sangat tinggi, substrat mengungguli inhibitor untuk situs aktif, sehingga enzim masih dapat mencapai laju maksimal penuhnya.