Concetti Chiave
- L'inibizione mista comporta il legame dell'inibitore a un sito diverso dal substrato, influenzando sia l'enzima libero che il complesso enzima-substrato.
- La Vmax diminuisce a causa dell'inattivazione di parte dell'enzima, mentre la Km può aumentare o diminuire in base alla preferenza dell'inibitore per E libero o ES.
- Nel caso di un aumento di Km, è necessario più substrato per superare l'inibitore, diminuendo l'affinità; al contrario, una diminuzione di Km indica maggiore affinità all'equilibrio.
- Sul grafico di Lineweaver-Burk, l'inibizione mista è rappresentata da rette che si intersecano nel semiasse negativo, a causa dell'aumento di Km e della diminuzione di Vmax.
- L'inibizione non competitiva è un caso particolare di inibizione mista, in cui l'inibitore ha la stessa affinità per l'enzima e il complesso enzima-substrato, portando a una diminuzione della Vmax senza influenzare l'affinità.
Indice
Meccanismo di inibizione mista
In questo caso l’inibitore si lega in un sito attivo diverso dal substrato, per cui può attaccare sia l’enzima libero E, sia l’enzima complessato ES. Ho messo questa foto per far vedere come avviene la reazione e in particolare come Ki si usa quando l’inibitore agisce sull’enzima libero e Ki’ si usa quando l’inibitore agisce sull’enzima complessato. In rosso, ho messo l’equazione di Michaelis e Menten, per far vedere come Km sia moltiplicato per alfa e la concentrazione di substrato per Alfa’. Questo perché Alfa (cioè il fattore di influenza dell’inibitore) influenza la Km, poiché l’inibitore sequestra parte dell’enzima e per spiazzare questo effetto dobbiamo aumentare il substrato (quindi come se si perdesse affinità -> aumento Km); invece al denominatore moltiplichiamo la per alfa’ perché questo alfa’ sarebbe il fattore che influenza la disponibilità del complesso ES, però abbiamo detto che più ci sta e più velocità c’è quindi il fatto che parte di sta intrappolata contribuisce a diminuire Vo (infatti alfa’ x sta al denominatore e quindi se aumentiamo il denominatore diminuisce Vo).
Effetti sull'equilibrio enzimatico
Per quanto riguarda gli effetti dell’inibizione mista, vediamo che Vmax diminuisce perché parte dell’enzima è inattiva; invece la Km può sia diminuire che aumentare: - Km aumenta se l’inibitore preferisce legarsi ad E libero perché serve più substrato per spiazzare l’inibitore -> diminuzione di affinità. - Km diminuisce se l’inibitore si lega al complesso ES, perché significa che viene tolto un po’ di ES dall’equilibrio E + S ES -> E + P, quindi per ripristinare l’equilibrio c’è una maggiore. quantità di enzimi e substrato che si associano che può sembrare un aumento di affinità (aumento affinità=aumento Km).
Rappresentazione grafica dell'inibizione
Sul grafico di Lineweaver-Burk, l’inibizione mista è rappresentata da rette che si intersecano nel semiasse negativo. Ora ti spiego il perché: sull’asse delle Y abbiamo il reciproco della Vmax (quindi Vmax diminuisce significa un punto sull'asse Y più alto); sull’asse delle X abbiamo il reciproco di Km (l’aumento di Km significa avvicinarsi allo 0).
L’intersezione avviene perché l’inibitore preferisce legarsi all’enzima libero -> aumento di Km; di conseguenza, quando aumenta l’inibitore (saliamo verso l’alto) aumenta Km (ci avviciniamo a 0), il ché porta all’intersezione. Il punto di incontro non può mai essere nella parte positiva perché vediamo che nella parte positiva le rette si allontanano sempre di più perché diminuisce la Vmax, quindi l’unico punto in cui si possono incrociare è nella parte negativa.
Inibizione non competitiva
Non competitiva: sarebbe un caso particolare dell’inibizione mista poiché si ha quando l’inibitore ha la stessa affinità sia per l’enzima E e sia per il complesso enzima substrato ES, quindi Ki=Ki’. Gli effetti sono che la Vmax diminuisce perché parte dell’enzima è occupata con l’inibitore, mentre visto che non c’è competizione l’inibitore lascia il sito per il substrato libero, quindi non influenza l’affinità.
Domande da interrogazione
- Qual è il meccanismo di inibizione mista e come influisce su Km e Vmax?
- Come si rappresenta graficamente l'inibizione mista nel grafico di Lineweaver-Burk?
- Qual è la differenza tra inibizione mista e inibizione non competitiva?
- Come influisce l'inibitore sull'equilibrio enzimatico in caso di inibizione mista?
L'inibizione mista avviene quando l'inibitore si lega a un sito diverso dal substrato, influenzando sia l'enzima libero (E) che il complesso enzima-substrato (ES). Questo porta a una diminuzione di Vmax e a variazioni di Km, che può aumentare se l'inibitore si lega a E libero o diminuire se si lega a ES, influenzando così l'affinità dell'enzima per il substrato.
Nel grafico di Lineweaver-Burk, l'inibizione mista è rappresentata da rette che si intersecano nel semiasse negativo. L'aumento di Km porta a un punto più alto sull'asse Y, mentre la diminuzione di Vmax si traduce in un punto più basso sull'asse X, con l'intersezione che avviene nella parte negativa del grafico.
L'inibizione non competitiva è un caso particolare di inibizione mista, in cui l'inibitore ha la stessa affinità per l'enzima E e per il complesso ES (Ki=Ki'). In questo caso, Vmax diminuisce a causa dell'occupazione dell'enzima da parte dell'inibitore, ma l'affinità per il substrato non è influenzata, a differenza dell'inibizione mista.
In caso di inibizione mista, l'inibitore può alterare l'equilibrio enzimatico in modi diversi: se si lega a E libero, Km aumenta e l'affinità diminuisce; se si lega a ES, Km diminuisce, suggerendo un aumento di affinità. Questo comportamento complesso influisce sulla quantità di enzimi e substrato che si associano.
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