非竞争性抑制
非竞争性抑制是指抑制剂结合在与活性位点不同的位点上,并且无论底物是否结合,都会降低催化作用。在其经典形式中,它会降低最大反应速率Vmax,同时保持表观Km不变,因为增加底物浓度无法取代不与活性位点竞争的抑制剂。
Definition
非竞争性抑制是一种可逆抑制形式,其中抑制剂以相同的亲和力结合游离酶和酶-底物复合物,结合位点与活性位点不同,从而降低Vmax,同时保持表观Km不变;混合抑制是更普遍的情况,其中两种亲和力不同。
Scope
本条目涵盖了非竞争性抑制和更广泛的混合抑制的结合逻辑、它们对米氏常数(Michaelis-Menten)参数的影响,以及它们在动力学上如何与竞争性抑制区分开来。它是一个生化和方法学参考,而非临床指导。
Core questions
- 抑制剂是否结合活性位点以外的位点?
- Vmax是否降低而表观Km不变(纯非竞争性)或也发生改变(混合性)?
- 过量底物能否克服抑制作用?
Key concepts
- 结合活性位点以外的位点
- Vmax降低,表观Km不变(纯非竞争性)
- 混合抑制作为普遍情况
- 过量底物无法克服
- Lineweaver-Burk图线在1/[S]轴上相交
Key theories
- 非互斥结合模型
- 在纯非竞争性抑制中,抑制剂以相同的亲和力结合游离酶和酶-底物复合物,因此底物和抑制剂的结合是独立的;稳态处理预测Km不变,Vmax降低因子为1/(1 + [I]/Ki)。混合抑制将其推广到亲和力不相等的情况。
Mechanisms
非竞争性抑制剂结合活性位点以外的位点,并且可以结合游离酶和酶-底物复合物。在纯粹的情况下,这两个结合事件是独立的,因此抑制剂降低了活性酶的有效浓度:Vmax下降因子为1/(1 + [I]/Ki),而表观Km不变,并且这种抑制不能通过增加底物来克服(Cornish-Bowden, 1974; Cornish-Bowden, 2012)。在双倒数图上,不同抑制剂浓度下的线在1/[S]轴上相交。混合抑制是普遍情况,其中抑制剂以不同的亲和力结合游离酶和复合物,从而改变Km和Vmax。在调节位点结合将非竞争性行为与构象变化的变构模型(Monod, 1965)联系起来。
Clinical relevance
作用于活性位点以外的抑制剂具有高度选择性,并且不能通过积累底物来克服,这一特性与其药理学效应的描述相关(Copeland, 2013)。本条目旨在解释其机制以供参考和教育,不提供剂量或治疗建议。
History
非竞争性抑制、非竞争性抑制和混合抑制的动力学分离,以及估算其抑制常数的便捷图形方法,在酶动力学文献中得到了巩固,包括Cornish-Bowden于1974年提出的重绘法(Cornish-Bowden, 1974)。Monod、Wyman和Changeux的变构模型为在活性位点以外的位点进行抑制提供了结构性依据(Monod, 1965)。
Key figures
- Athel Cornish-Bowden
- Jacques Monod
- Jean-Pierre Changeux
Related topics
Seminal works
- cornish-bowden-1974
- monod-1965
Frequently asked questions
- 非竞争性抑制与竞争性抑制有何不同?
- 竞争性抑制剂结合活性位点并提高Km,同时保持Vmax不变,且可被过量底物克服;纯非竞争性抑制剂结合其他位点,降低Vmax,同时保持Km不变,且不能通过增加底物来克服。
- 什么是混合抑制?
- 混合抑制是普遍情况,其中抑制剂以不同的亲和力结合游离酶和酶-底物复合物,因此表观Km和Vmax都会改变;纯非竞争性抑制是两种亲和力相等时的特殊情况。