Concetti Chiave
- L'inibizione mista coinvolge un inibitore che si lega a un sito diverso dal substrato, influenzando sia l'enzima libero che il complesso enzima-substrato.
- Gli effetti sull'equilibrio enzimatico includono una diminuzione di Vmax e variazioni di Km, che può aumentare o diminuire a seconda di dove si lega l'inibitore.
- Nel grafico di Lineweaver-Burk, l'inibizione mista è rappresentata da rette che si intersecano nel semiasse negativo, evidenziando le variazioni di Vmax e Km.
- L'inibizione non competitiva è un caso speciale di inibizione mista, dove l'inibitore ha la stessa affinità per l'enzima e il complesso enzima-substrato, riducendo Vmax senza alterare l'affinità per il substrato.
- Il comportamento dell'inibitore in un'inibizione mista può portare a un aumento o una diminuzione di affinità per il substrato, a seconda della sua interazione con l'enzima libero o il complesso ES.
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 sulla cinetica enzimatica?
- Come si rappresenta graficamente l'inibizione mista?
- Quali sono gli effetti dell'inibizione mista sull'equilibrio enzimatico?
- In cosa consiste l'inibizione non competitiva e quali sono i suoi effetti?
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 un aumento della Km in alcuni casi e a una diminuzione della Vmax, poiché parte dell'enzima diventa inattiva.
L'inibizione mista è rappresentata nel grafico di Lineweaver-Burk da rette che si intersecano nel semiasse negativo. Questo accade perché l'aumento della Km porta a un avvicinamento allo zero sull'asse delle X, mentre la diminuzione della Vmax si traduce in un punto più alto sull'asse delle Y.
Gli effetti includono una diminuzione della Vmax e variazioni nella Km, che può aumentare se l'inibitore si lega all'enzima libero o diminuire se si lega al complesso ES. Questo porta a una complessità nell'affinità del substrato per l'enzima.
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. Questo porta a una diminuzione della Vmax senza influenzare l'affinità del substrato, poiché non c'è competizione per il sito attivo.
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