Ức chế không cạnh tranh

Ức chế không cạnh tranh xảy ra khi một chất ức chế liên kết tại một vị trí khác với vị trí hoạt động và làm giảm quá trình xúc tác bất kể cơ chất có liên kết hay không. Ở dạng cổ điển, nó làm giảm vận tốc tối đa Vmax trong khi để Km biểu kiến không đổi, bởi vì việc thêm nhiều cơ chất không thể đẩy một chất ức chế không cạnh tranh vị trí hoạt động.

Definition

Ức chế không cạnh tranh là một dạng ức chế thuận nghịch trong đó chất ức chế liên kết với ái lực như nhau với enzyme tự do và phức hợp enzyme-cơ chất tại một vị trí khác với vị trí hoạt động, làm giảm Vmax trong khi để Km biểu kiến không đổi; ức chế hỗn hợp là trường hợp tổng quát hơn trong đó hai ái lực khác nhau.

Scope

Mục này bao gồm logic liên kết của ức chế không cạnh tranh và ức chế hỗn hợp rộng hơn, ảnh hưởng của chúng đến các thông số Michaelis-Menten, và cách chúng được phân biệt về mặt động học với ức chế cạnh tranh. Đây là một tài liệu tham khảo về sinh hóa và phương pháp luận, không phải hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Chất ức chế có liên kết với một vị trí khác ngoài vị trí hoạt động không?
• Vmax có bị giảm trong khi Km biểu kiến không đổi (không cạnh tranh thuần túy) hay cũng bị thay đổi (hỗn hợp) không?
• Liệu cơ chất dư thừa có thể vượt qua sự ức chế không?

Key concepts

• Liên kết tại một vị trí khác với vị trí hoạt động
• Vmax giảm, Km biểu kiến không đổi (không cạnh tranh thuần túy)
• Ức chế hỗn hợp là trường hợp tổng quát
• Không thể bị vượt qua bởi cơ chất dư thừa
• Các đường Lineweaver-Burk giao nhau trên trục 1/[S]

Key theories

Mô hình liên kết không loại trừ lẫn nhau

Trong ức chế không cạnh tranh thuần túy, chất ức chế liên kết với enzyme tự do và phức hợp enzyme-cơ chất với cùng ái lực, do đó sự liên kết của cơ chất và chất ức chế là độc lập; xử lý trạng thái ổn định dự đoán một Km không đổi và một Vmax giảm theo hệ số 1/(1 + [I]/Ki). Ức chế hỗn hợp tổng quát hóa điều này thành các ái lực không bằng nhau.

Mechanisms

Một chất ức chế không cạnh tranh liên kết với một vị trí khác ngoài vị trí hoạt động và có thể liên kết với cả enzyme tự do và phức hợp enzyme-cơ chất. Trong trường hợp thuần túy, hai sự kiện liên kết là độc lập, do đó chất ức chế làm giảm nồng độ hiệu quả của enzyme hoạt động: Vmax giảm theo hệ số 1/(1 + [I]/Ki) trong khi Km biểu kiến không đổi, và sự ức chế không thể bị vượt qua bằng cách thêm cơ chất (Cornish-Bowden, 1974; Cornish-Bowden, 2012). Trên biểu đồ nghịch đảo kép, các đường cho các nồng độ chất ức chế khác nhau giao nhau trên trục 1/[S]. Ức chế hỗn hợp là trường hợp tổng quát trong đó chất ức chế liên kết với enzyme tự do và phức hợp với các ái lực khác nhau, làm thay đổi cả Km và Vmax. Liên kết tại một vị trí điều hòa liên kết hành vi không cạnh tranh với các mô hình dị lập thể của sự thay đổi cấu hình (Monod, 1965).

Clinical relevance

Các chất ức chế tác động xa vị trí hoạt động có thể có tính chọn lọc cao và không thể bị vượt qua bởi sự tích lũy cơ chất, một đặc tính liên quan đến cách các tác dụng của chúng được mô tả về mặt dược lý (Copeland, 2013). Mục này giải thích cơ chế để tham khảo và giáo dục và không cung cấp lời khuyên về liều lượng hoặc điều trị.

History

Sự phân tách động học của ức chế không cạnh tranh, không cạnh tranh và hỗn hợp, và các phương pháp đồ họa tiện lợi để ước tính hằng số ức chế của chúng, đã được củng cố trong tài liệu động học enzyme, bao gồm phương pháp vẽ lại năm 1974 của Cornish-Bowden (Cornish-Bowden, 1974). Mô hình dị lập thể của Monod, Wyman và Changeux đã cung cấp một cơ sở cấu trúc cho sự ức chế tại các vị trí khác với vị trí hoạt động (Monod, 1965).

Key figures

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

Seminal works

• cornish-bowden-1974
• monod-1965

Frequently asked questions

Ức chế không cạnh tranh khác với ức chế cạnh tranh như thế nào?

Một chất ức chế cạnh tranh liên kết với vị trí hoạt động và làm tăng Km trong khi để Vmax không đổi, và bị vượt qua bởi cơ chất dư thừa; một chất ức chế không cạnh tranh thuần túy liên kết ở nơi khác, làm giảm Vmax trong khi để Km không đổi, và không thể bị vượt qua bằng cách thêm cơ chất.

Ức chế hỗn hợp là gì?

Ức chế hỗn hợp là trường hợp tổng quát trong đó chất ức chế liên kết với enzyme tự do và phức hợp enzyme-cơ chất với các ái lực khác nhau, do đó cả Km biểu kiến và Vmax đều thay đổi; ức chế không cạnh tranh thuần túy là trường hợp đặc biệt khi hai ái lực bằng nhau.