Inibição Enzimática

Inibição Enzimática
FARMACIA

Inibição Enzimática

A inibição enzimática é a redução da velocidade de uma reação enzimática provocada por uma molécula. As moléculas que provocam essa ação inibitória são chamadas de inibidores e podem ser tanto constituintes da própria célula como podem ser substâncias estranhas a ela.

Quanto ao tipo, a inibição enzimática pode ser inespecífica ou específica. A inibição inespecífica é aquela que o inibidor, como um agente desnaturante, diminui a atividade de todas as enzimas. Já a inibição específica, o inibidor diminui a atividade de uma única enzima ou de um grupo restrito de enzimas. Este tipo de inibição pode ser do tipo reversível ou irreversível.

Inibição Enzimática Reversível

A inibição de enzimas reversível diminui a atividade enzimática através de interação reversível. Ou seja, o inibidor estabelece com a enzima um complexo com uma ligação instável, não covalente. Como a ligação é instável, após a dissociação com o inibidor, a enzima pode retomar sua atividade. Existem três tipos de inibição enzimática reversível: competitiva, não competitiva e incompetitiva. Esses tipos podem ser distinguidos experimentalmente pelos efeitos do inibidor sobre a cinética de reação da enzima.

Inibição Competitiva

A molécula inibidora apresenta estrutura semelhante ao substrato da enzima que se liga para realizar a catálise. Ela liga-se ao sítio ativo da enzima, que não pode realizar o processo catalítico, pois seu sítio ativo está ocupado para poder ligar-se ao substrato correto. Portanto o inibidor compete como substrato pelo sítio de ação.

O inibidor forma com a enzima o complexo enzima-inibidor EI, que é análogo ao complexo enzima substrato ES.

A molécula do inibidor não é modificada pela enzima.

O efeito da reação modifica o Km, mas não altera a velocidade.

Um exemplo de enzima que sofre esse tipo de inibição é a enzima succinato desidrogenase, que é a responsável pela transformação do succinato em fumarato, mas quando a ela se liga o malonato, não ocorre reação, ou seja, o malonato é o agente inibidor dessa enzima.

Inibição não competitiva

Um inibidor não competitivo pode se combinar com a enzima livre ou com o complexo ES, interferindo na ação de ambos. Esses inibidores ligam-se a um sítio da enzima diferente do sítio ativo, muitas vezes ocasionando deformação da mesma de forma que ela não forme o complexo ES na velocidade usual e, uma vez formado, ele não se desdobra na velocidade normal para originar o produto.

Ocorre quando uma molécula ou íon pode se ligar em um segundo local na superfície enzimática, que não seja o sítio ativo. Isto pode distorcer a enzima tornando o processo catalítico ineficiente.

O inibidor não competitivo pode ser uma molécula que não se assemelha com o substrato, mas apresenta uma grande afinidade com a enzima. É o mecanismo inverso do inibidor competitivo, porque inibe a ligação do complexo ES e não da enzima livre.

O efeito da reação modifica a velocidade e o Km permanece constante.

Como exemplo, há a proteína α1-antitripsina que liga-se à tripsina e inibi a ação desta.

Inibição Incompetitiva

A inibição incompetitiva caracteriza-se pelo fato de o inibidor não se combinar com a enzima livre, nem afetar sua reação com o substrato normal; contudo ele se combina com o complexo ES para originar um complexo ternário inativo ESI, incapaz de sofrer a etapa subsequente da reação para produzir o produto.

Essas interrelações indicam que o grau de inibição pode aumentar à medida que se aumenta a concentração do substrato.

Podem ser observada em reações catalisadas por enzimas que possuem mais de um substrato.

Reduz igualmente a Vmax e Km.

Inibição Enzimática Irreversível

Os inibidores irreversíveis são aqueles inibidores que se ligam no sítio ativo da enzima, de modo a formar um complexo estável, ou seja, há a formação de uma ligação covalente entre o inibidor e a enzima, o que pode promover uma destruição dos grupos funcionais essenciais da enzima. Essa inibição é progressiva, aumentando com o tempo até que atinja uma máxima inibição. As substâncias que modificam quimicamente os resíduos de aminoácidos específicos podem agir como inibidores irreversíveis. Os inibidores irreversíveis são muito úteis em estudos de mecanismo de reação.

A cinética do inativador irreversível é comparável à de um inibidor não competitivo puro. Nesse tipo de inibição há inibidores chamados de inibidores suicidas ou inibidores com base no mecanismo, os quais são compostos geralmente pouco ativos, até que se liguem à enzima. Eles agem de duas formas, ou é convertido em um composto muito reativo que se combina irreversivelmente com a enzima ou forma um produto que é um potente inibidor do passo seguinte da via metabólica.

Exemplos de inibidor irreversível são a proteína α1-antitripsina, que inibi a atividade da tripsina, os compostos organofosforados inibidores da acetilcolinesterase (agentes anticolinesterásicos), o DFP (diisopropil fluorofosfato), os gases dos nervos (tabun, sarin e soman) e os inseticidas (paration, Fention, Malation Diazinon).

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Referências:

NELSON, David L; COX, Michael M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. 1274 p.

YAMANAKA, Hideko; MARQUES, Paulo Roberto Brasil de Oliveira. Biossensores Baseados no processo de inibição enzimática. Departamento de Química Analítica, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Rua Francisco Degni, s/n, 14800-900 Araraquara – SP, Brasil.

 

Nadielle Silva Bidu
Farmacêutica generalista com experiência na área de controle de qualidade em alimentos e toxicologia geral
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