비경쟁적 저해

비경쟁적 저해는 저해제가 활성 부위와는 다른 부위에 결합하여 기질 결합 여부와 관계없이 촉매 작용을 감소시킬 때 발생합니다. 고전적인 형태에서는 최대 속도 Vmax를 낮추는 반면 겉보기 Km은 변하지 않습니다. 이는 활성 부위와 경쟁하지 않는 저해제를 더 많은 기질로 대체할 수 없기 때문입니다.

Definition

비경쟁적 저해는 가역적 저해의 한 형태로, 저해제가 활성 부위와는 다른 부위에서 자유 효소와 효소-기질 복합체에 동일한 친화도로 결합하여 Vmax를 낮추는 반면 겉보기 Km은 변하지 않습니다. 혼합 저해는 두 친화도가 다른 더 일반적인 경우입니다.

Scope

이 항목은 비경쟁적 저해 및 더 넓은 의미의 혼합 저해의 결합 논리, 마이클리스-멘텐 매개변수에 미치는 영향, 그리고 경쟁적 저해와 동역학적으로 어떻게 구별되는지를 다룹니다. 이는 생화학적 및 방법론적 참고 자료이며 임상 지침이 아닙니다.

Core questions

• 저해제가 활성 부위가 아닌 다른 부위에 결합하는가?
• Vmax가 감소하는 동안 겉보기 Km은 변하지 않는가(순수 비경쟁적) 또는 함께 변하는가(혼합)?
• 과량의 기질이 저해를 극복할 수 있는가?

Key concepts

• 활성 부위와 다른 부위에서의 결합
• Vmax 감소, 겉보기 Km 불변 (순수 비경쟁적)
• 일반적인 경우로서의 혼합 저해
• 과량의 기질에 의한 극복 불가능성
• 1/[S] 축에서 교차하는 라인위버-버크(Lineweaver-Burk) 선

Key theories

상호 배타적이지 않은 결합 모델

순수 비경쟁적 저해에서 저해제는 자유 효소와 효소-기질 복합체에 동일한 친화도로 결합하므로 기질과 저해제의 결합은 독립적입니다. 정상 상태 처리(steady-state treatment)는 변하지 않는 Km과 1/(1 + [I]/Ki) 인자만큼 감소된 Vmax를 예측합니다. 혼합 저해는 이를 불균등한 친화도로 일반화합니다.

Mechanisms

비경쟁적 저해제는 활성 부위가 아닌 다른 부위에 결합하며, 자유 효소와 효소-기질 복합체 모두에 결합할 수 있습니다. 순수한 경우 두 결합 사건은 독립적이므로, 저해제는 활성 효소의 유효 농도를 낮춥니다. Vmax는 1/(1 + [I]/Ki) 인자만큼 감소하는 반면 겉보기 Km은 변하지 않으며, 기질을 추가해도 저해를 극복할 수 없습니다 (Cornish-Bowden, 1974; Cornish-Bowden, 2012). 이중 역수 플롯(double-reciprocal plot)에서 다른 저해제 농도에 대한 선들은 1/[S] 축에서 교차합니다. 혼합 저해는 저해제가 자유 효소와 복합체에 다른 친화도로 결합하여 Km과 Vmax를 모두 변경하는 일반적인 경우입니다. 조절 부위에서의 결합은 비경쟁적 행동을 형태 변화의 알로스테릭 모델(allosteric models of conformational change)과 연결시킵니다 (Monod, 1965).

Clinical relevance

활성 부위와 떨어진 곳에서 작용하는 저해제는 매우 선택적일 수 있으며, 기질 축적에 의해 극복될 수 없습니다. 이는 약리학적으로 그 효과가 어떻게 설명되는지와 관련이 있는 특성입니다 (Copeland, 2013). 이 항목은 참고 및 교육을 위한 메커니즘을 설명하며, 투여량 또는 치료 조언을 제공하지 않습니다.

History

비경쟁적, 비경쟁적(uncompetitive) 및 혼합 저해의 동역학적 분리, 그리고 이들의 저해 상수 추정을 위한 편리한 그래픽 방법은 Cornish-Bowden의 1974년 재플롯(replot) 방법을 포함하여 효소 동역학 문헌에서 통합되었습니다 (Cornish-Bowden, 1974). Monod, Wyman 및 Changeux의 알로스테릭 모델은 활성 부위와 다른 부위에서의 저해에 대한 구조적 근거를 제공했습니다 (Monod, 1965).

Key figures

• Athel Cornish-Bowden
• Jacques Monod
• Jean-Pierre Changeux

Seminal works

• cornish-bowden-1974
• monod-1965

Frequently asked questions

비경쟁적 저해는 경쟁적 저해와 어떻게 다른가요?

경쟁적 저해제는 활성 부위에 결합하여 Km을 증가시키는 반면 Vmax는 변하지 않으며, 과량의 기질에 의해 극복됩니다. 순수 비경쟁적 저해제는 다른 곳에 결합하여 Vmax를 낮추는 반면 Km은 변하지 않으며, 기질을 추가해도 극복할 수 없습니다.

혼합 저해란 무엇인가요?

혼합 저해는 저해제가 자유 효소와 효소-기질 복합체에 다른 친화도로 결합하여 겉보기 Km과 Vmax가 모두 변하는 일반적인 경우입니다. 순수 비경쟁적 저해는 두 친화도가 동일한 특수한 경우입니다.