Inibição Competitiva

A inibição competitiva ocorre quando um inibidor e o substrato competem pelo mesmo sítio de ligação em uma enzima, de modo que apenas um pode ocupar o sítio ativo por vez. Como mais substrato pode superar o inibidor, a inibição competitiva eleva o Km aparente, mantendo a velocidade máxima Vmax inalterada.

Definition

A inibição competitiva é uma forma de inibição reversível na qual o inibidor se liga à enzima livre no sítio ativo ou próximo a ele, em exclusão mútua com o substrato, aumentando o Km aparente sem alterar a Vmax.

Scope

O verbete aborda a lógica de ligação dos inibidores competitivos, seu efeito característico nos parâmetros de Michaelis-Menten, a constante de inibição Ki e como a inibição competitiva se distingue de outros tipos reversíveis. É uma referência metodológica e bioquímica, não uma orientação clínica.

Core questions

• O aumento da concentração do substrato supera a inibição?
• A Vmax é preservada enquanto o Km aparente aumenta?
• Onde o inibidor se liga em relação ao sítio do substrato?

Key concepts

• Exclusão mútua de inibidor e substrato
• Vmax inalterada, Km aparente aumentado
• Constante de inibição (Ki)
• Superabilidade por excesso de substrato
• Linhas de Lineweaver-Burk se cruzando no eixo 1/v

Key theories

Modelo de ligação por exclusão mútua

A inibição competitiva é modelada pelo inibidor e pelo substrato ligando-se à enzima livre de forma mutuamente exclusiva; o tratamento em estado estacionário prevê uma Vmax inalterada e um Km aparente escalado pelo fator (1 + [I]/Ki).

Mechanisms

Um inibidor competitivo liga-se à enzima livre, tipicamente no sítio ativo ou sobrepondo-o, impedindo a ligação do substrato enquanto está ligado. Como a ligação é reversível e mutuamente exclusiva, o aumento da concentração do substrato desloca o equilíbrio em direção ao complexo enzima-substrato e pode superar completamente a inibição; portanto, a Vmax permanece inalterada, enquanto o Km aparente aumenta pelo fator (1 + [I]/Ki) (Goldstein, 1944; Cornish-Bowden, 2012). Em um gráfico de dupla recíproca (Lineweaver-Burk), as linhas para diferentes concentrações de inibidor se cruzam no eixo 1/v. Para inibidores competitivos, a relação de Cheng-Prusoff liga o IC50 medido a Ki e à concentração do substrato (Cheng & Prusoff, 1973).

Clinical relevance

Muitos medicamentos são inibidores competitivos que se assemelham ao substrato natural e competem pelo sítio ativo; a compreensão da superabilidade ajuda a explicar por que seu efeito pode depender dos níveis de substrato ou cofator (Copeland, 2013). Este verbete descreve o mecanismo para referência e educação e não fornece conselhos de dosagem ou tratamento.

History

A distinção cinética da inibição competitiva de outros tipos reversíveis foi formalizada dentro da estrutura de estado estacionário da cinética enzimática na década de 1940 (Goldstein, 1944), e a relação entre o IC50 experimentalmente conveniente e a constante intrínseca Ki para inibidores competitivos foi estabelecida por Cheng e Prusoff em 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

Como se pode saber se um inibidor é competitivo?

Adicionar mais substrato supera a inibição, a velocidade máxima Vmax permanece inalterada e o Km aparente aumenta; em um gráfico de dupla recíproca, as linhas para diferentes níveis de inibidor se encontram no eixo 1/v.

Por que a Vmax permanece a mesma na inibição competitiva?

Porque em concentrações muito altas de substrato, o substrato supera o inibidor pelo sítio ativo, de modo que a enzima ainda pode atingir sua taxa máxima total.