GLI ENZIMI: i catalizzatori delle
reazioni nei sistemi biologici
Diagrammi dello stato di
transizione
L'energia di attivazione è l‘energia
necessaria al sistema per iniziare un
particolare processo
L'energia di attivazione consente ai
reagenti di formare il complesso
attivato o stato di transizione, la cui
esistenza è estremamente breve
(tempi dell'ordine di 10-15 s).
Dallo stato di transizione sono possibili due eventi: si riformano i
reagenti iniziali, oppure la formazione dei prodotti della reazione.
Entrambi questi eventi risultano possibili in quanto ognuno di questi
produce un rilascio di energia (mostrata dall'andamento
dell‘entalpia durante la reazione).
Tratto da Voet & Voet, Fondamenti di Biochimica Zanichelli
Diagrammi dello stato di
transizione
Diagramma di una reazione
catalizzata da enzimi (blu),
che mostra il livello di
energia in funzione della
coordinata di reazione. Si
nota che la reazione segua
un percorso a cui compete
una minore energia di
attivazione.
L'effetto della catalisi è cinetico
cinetico,, e non termodinamico
termodinamico:: agisce
sugli stadi intermedi di una reazione, ma non ne modifica gli stati
finali.. Questo significa che la catalisi non influisce sulla possibilità
finali
o meno che una reazione avvenga
avvenga..
PROPRIETA‘ GENERALI DEGLI ENZIMI
 Condizioni di reazione più moderate (di norma pH 7.4 e
37°°C)
37
 Velocità di reazione più elevate (velocità da 106 a
1012 volte maggiore delle reazioni non catalizzate)
 Maggiore specificità di substrato (le reazioni hanno
difficilmente prodotti collaterali)
 Possibilità di regolazione (controllo allosterico,
variazioni nella quantità di enzima sintetizzato,
modificazioni covalenti)
Tratto da Voet & Voet, Fondamenti di Biochimica Zanichelli
Gli enzimi possono essere:
*
costitutivi
*
Proteine
semplici
*
induttivi
Metallo
proteine
Proteine
complesse
Endo
cellulari
*
oligomerici
Extra
cellulari
monomerici
Complessi
proteici
Enzimi plasmatici
Funzionali o costitutivi
Generalmente prodotti nel fegato,
sono fisiologicamente presenti nel
sangue
Ceruloplasmina: globulina ad attività
Ceruloplasmina:
ferroossidasica.. E‘ diminuita nel morbo
ferroossidasica
di Wilson (epatopatia)
Colinesterasi: definita
Colinesterasi:
pseudocolinesterasi (per distinguerla da
quella di origine nervosa) globulina ad
attività ferroossidasica
ferroossidasica.. E‘ diminuita
nelle epatopatie e bloccata da alcuni
insetticidi
Enzimi dei processi coagulativi:
coagulativi: proteasi
presenti come zimogeni.
Non funzionali o
non costitutivi
Sono presenti nel sangue spesso in
condizioni patologiche
secretivi: es. -amilasi secreta dal
secretivi:
pancreas esocrino e riversata
nell‘intestino (pancreatiti
(pancreatiti acute)
intracellulari: rilasciati nel
intracellulari:
sangue dopo lesione cellulare es.
transaminasi e lattico
deidrogenasi (miocardio) o
alcool deidrogenasi e isocitrato
deidrogenasi (epatite virale)
Natura degli enzimi
Proteine semplici
Metallo proteine
proteine::
generalmente metallo
proteina
+
cofattore,
Proteine coniugate
coniugate:: apoenzima (specificità) +
gruppo non proteico (azione
(azione;; definito coenzima, se
labilmente legato o gruppo prostetico se fortemente
legato)
Natura degli enzimi
Monomerici: una sola unità proteica (proteasi
Monomerici:
digestive)
Oligomerici: più monomeri legati in modo non
Oligomerici:
covalente (enzimi della glicolisi)
Complessi enzimatici
enzimatici:: associazione organizzata
di enzimi che cooperano in una serie organizzata di
reazioni che costituiscono un evento metabolico
(sintetasi degli acidi grassi)
Isoenzimi Enzimi che esistono in forme
molecolari diverse, ma che catalizzano la
stessa reazione
reazione..
La lattico deidrogenasi
E‘ un tetramero costituito da tutte le possibili
combinazioni di due diverse catene polipeptidiche A
e B. Le 5 forme risultanti catalizzano tutte la stessa
reazione::
reazione
L(+)lattato +NAD+
piruvato + NAD(
NAD(H
H+)
Significato diagnostico:
diagnostico: lesioni d‘organo.
Come si riconoscono? Con un‘elettroforesi
Isoenzyme pattern of lactate dehydrogenase (LDH)
in heart tissue of embryonic, iuvenile and adult
mice. The six rows show the pattern -9, -5, -1 days
before birth as well as +12 and +21 days after birth
and in adult mice.
Zimogeni o proenzimi Enzimi presenti in forma
inattiva.. Vengono attivati a seguito di tagli
inattiva
proteolitici..
proteolitici
Gli enzimi della
coagulazione
La cascata della coagulazione
COFATTORI E COENZIMI
Alcuni cofattori sono
associati transitoriamente con
l‘enzima e funzionano da
cosubstrati
(es. NAD+
NAD+))
Molti enzimi (ossidoreduttasi
ossidoreduttasi,,
transferasi, isomerasi ecc
ecc..)
hanno bisogno di cofattori per
la loro attività
attività.. Questi possono
essere ioni metallici (Fe3+, Zn2+,
Cu2+) o molecole organiche
(dette coenzimi, NAD+, FAD+).
Gruppi prostetici:
cofattori legati in modo
permanente all‘enzima,
spesso con legami
covalenti
COFATTORI E COENZIMI
Apoenzima (inattivo) + cofattore
oloenzima (attivo)
I cofattori vengono modificati dalle reazioni
enzimatiche e vanno quindi rigenerati per completare il
ciclo catalitico
Molte vitamine (idrosolubili) sono precursori di coenzimi
GLI ENZIMI HANNO UN NOME, ANZI PIU‘ DI
UNO……..
UNO……
La International Union of Biochemistry and
Molecular Biology ha adottato uno schema per la
classificazione funzionale e sistematica degli enzimi
Ad ogni enzima vengono assegnati due nomi ed un
codice di classificazione costituito da 4 numeri
numeri::
Il nome raccomandato è quello più comunemente
usato e, spesso, è quello usato in tempi passati
passati..
Il nome sistematico è composto dal nome del
substrato seguito dalla parola che ne specifica
l‘attività che termina in -asi
Classificazione secondo
la reazione catalizzata
Ec 1.
1.1.1
1.1..27
EC sta per Enzyme Commission
La 2a e la 3a sezione del numero indicano
rispettivamente una sotto classe e una
sotto sottosotto-classe che hanno lo scopo di
specificare in maggior dettaglio la reazione
catalizzata ed hanno un significato diverso
da classe a classe. Indicano ad esempio il
gruppo chimico coinvolto, il tipo di legame,
l'eventuale coenzima, etc.
La 4a sezione del numero indica
semplicemente il numero progressivo (la
posizione) dell'enzima nella sotto sottosottoclasse.
1. OSSIDOREDUTTASI
(reazioni di ossidoriduzione)
1.1 su CHCH-OH
1.2 su C=O
1.3 su C=CHC=CH1.4 su CHCH-NH2
1.5 su NADH; NADPH
3. IDROLASI
(reazioni di idrolisi)
3.1 esteri
3.2 legami glicosidici
3.4 legami peptidici
3.5 altri legamiC
legamiC--N
3.6 anidridi acide
2. TRANSFERASI
(trasferimento di gruppi funzionali)
2.1 a un atomo di carbonio
2.2 ad aldeidi o chetoni
2.3 ad acile
2.4 a glicosili
2.7 a gruppi fosforici
2.8 a gruppi contenenti S
4. LIASI
(addizioni a doppi
legami)
4.1 C = C
4.2 C=O
4.3 C=N
5. ISOMERASI
(reazioni di
isomerizzazione)
5.1 racemasi
6. LIGASI (SINTETASI)
(formazione di legami con
rottura di ATP)
6.1 CC-O
6.2 CC-S
6.3 CC-N
6.4 CC-C
NOMENCLATURA DEGLI ENZIMI
Nome raccomandato: lattico deidrogenasi;
nome sistematico: L-lattato
lattato:NAD
:NAD ossidoreduttasi
La reazione è : L-lattato + NAD +
piruvato + NADH + H+
http:://www
http
//www..expasy
expasy..org/
org/enzyme
enzyme
CLASSIFICAZIONE DEGLI ENZIMI
Gli enzimi vengono classificati e denominati a seconda
della natura della reazione da essi catalizzata:
1. Ossidoreduttasi
Ossidoreduttasi:: catalizzano
reazioni di ossidoriduzione, cioè il
trasferimento di elettroni da una
molecola all‘altra
Si riconoscono 6 sottoclassi:
Ossidasi
Deidrogenasi aerobie
Deidrogenasi anaerobie
Ossigenasi
Idroperossidasi
Superossido dismutasi
CLASSIFICAZIONE DEGLI ENZIMI
Ossidasi: catalizzano il
trasferimento di 2 atomi di idrogeno (2
elettroni e 2 protoni) da un substrato ossidabile all‘ossigeno atomico a
dare acqua. In generale, sono proteine contenenti un metallo che
partecipa alla reazione accettando o cedendo elettroni
Le polifenolo ossidasi
½ O2
H2 O
OH
OH
o-difenolo
O
O
o-chinone
CLASSIFICAZIONE DEGLI ENZIMI
Deidrogenasi aerobiche: catalizzano il
trasferimento di 2 atomi di
idrogeno (2 elettroni e 2 protoni) da un substrato ossidabile all‘ossigeno
atomico a dare H2O2. In generale, sono flavoproteine contenenti FAD o
FMN saldamente legati alla proteina e spesso un metallo
(metalloflavoproteine
metalloflavoproteine))
L-aminoacido ossidasi (prima tappa per la deaminazione
ossidativa degli aminoacidi)
R1
H
N
H
C
O
FAD/
FMN
FADH2
FMNH2
N
C
H
R1
H
O-
C
O
C
imminoacido
R1
aminoacido
-O
C
CO O-
-chetoacido
O-
CLASSIFICAZIONE DEGLI ENZIMI
Deidrogenasi anerobiche: catalizzano il
trasferimento reversibile
di 2 atomi di idrogeno un substrato ossidabile al coenzima ad esse
associat0. A secondo del coenzima si classificano come piridiniche
(NAD(P)) o flaviniche ( FAD o FMN). Il coenzima è saldamente legato alla
proteina e spesso è presente un metallo (metalloflavoproteine)
La Glc 6P deidrogenasi
(NADP
NADP--dipendente
dipendente))
La lattato deidrogenasi
(NAD
NAD--dipendente
dipendente))
Dove vanno a finire gli ioni idrogeno?
La
nicotinammìde
svolge
il
ruolo
biologico
generale
della
molecola,
potendo donare o
accettare atomi di
idrogeno.
Forma ossidata
Forma ridotta
Il NADP ha in più un
gruppo fosfato
esterificato al gruppo
ossidrilico del carbonio
2' dell'adenosina.
Mentre il NAD(H) è utilizzato perlopiù nei processi catabolici
(ovvero nelle reazioni di ossidazione del metabolismo), il NADP(H)
viene utilizzato nei processi anabolici, particolarmente nelle reazioni
di biosintesi.
Dove vanno a finire gli ioni idrogeno?
La molecola è costituita da tre
anelli condensati, che formano il
cosiddetto
isoalloazinico
il
della
gruppo
flavina,
il
quale è a sua volta legato al
ribitolo tramite l‗atomo di N
dell'anello centrale. La molecola,
se presenta il gruppo OH del
carbonio 5, legato al gruppo
fosfato, prende il nome di Flavin
Mono Nucleotide (FMN).
NOMENCLATURA DEGLI ENZIMI
Monossigenasi o ossidasi a funzione mista o idrossilasi
idrossilasi::
catalizzano l‘incorporazione di un atomo di ossigeno nel substrato, il
secondo O viene ridotto ad acqua da un donatore di H (NADPH(H
(NADPH(H+),
ascorbato, tetraidrobiopterina ecc. )
La colesterolo 7
7(mono)ossigenasi
NADPH(H+)
HO
O2
NADP+
H2 O
HO
OH
NOMENCLATURA DEGLI ENZIMI
(Di)Ossigenasi: catalizzano l‘incorporazione di una molecola di ossigeno
nel substrato. Spesso vengono utilizzate nella scissione di anelli aromatici
La triptofano 2,3 diossigenasi
NOMENCLATURA DEGLI ENZIMI
Superossido dismutasi : ―neutralizzano‖ l‘anione superossido
.
O2 nella reazione di dismutazione bloccando la formazione di
radicali liberi dell‘ossigeno
La dismutazione catalizzata dalla
SOD può essere scritta con le
seguenti semi-reazioni:
M(n+1)+ − SOD + O2− → Mn+ − SOD + O2
Mn+ − SOD + O2− + 2H+ → M(n+1)+ − SOD + H2O2.
dove M = Cu (n=1) ; Mn (n=2) ; Fe (n=2) ; Ni (n=2).
In questa reazione lo stato di ossidazione del catione
metallico oscilla tra n e n+1.
NOMENCLATURA DEGLI ENZIMI
2. Transferasi:
Transferasi: catalizzano il trasferimento di gruppi
funzionali (transaminasi, chinasi)
La Glutamico
Glutamico--piruvico
transaminasi (EC 2.6.1.15)
…e il piridossal fosfato
(PALP)
NOMENCLATURA DEGLI ENZIMI
2. Transferasi:
Transferasi: catalizzano il trasferimento di gruppi
funzionali (transaminasi, chinasi)
Chinasi
ATP: D-esoso 6-fosfotransferasi o Esochinasi
(EC 2.7.1.1)
Catalizza il
trasferimento
del gruppo -fosfato
dall‘ATP (o un altro
NTP) all‘alcool o ad
amino gruppi
accettori
NOMENCLATURA DEGLI ENZIMI
3. Idrolasi:
Idrolasi: catalizzano le reazioni di idrolisi (es. peptidasi)
O
R 1--C---NH
NH—
—R 2 + H 2 O
O
R1
--C---O
O- +
+
H3 N— R 2
NOMENCLATURA DEGLI ENZIMI
4. Liasi
Liasi:: rottura non idrolitica con formazione di legami
covalenti quali CC-C, CC-N, CC-S (es. aldolasi
aldolasi,, decarbossilasi,
citrato liasi )
CH2---COOH
COOH
CH---CH
--COOH
COOH
CH---COOH
CH
OH
AC. ISOCITRICO
Isocitrato
liasi
CH2---COOH
COOH
+
COOH
CH2--COOH
CHO
ACIDO
SUCCINICO
ACIDO
GLIOSSICO
NOMENCLATURA DEGLI ENZIMI
5. Isomerasi:
Isomerasi: catalizzano reazioni
di isomerizzazione
(es. epimerasi, racemasi
racemasi))
6. Ligasi
Ligasi:: formazione di
legami accoppiata
all‘idrolisi di ATP (piruvato
carbossilasi)
I complessi enzimatici
Rappresentazione schematica delle reazione
catalizzate dai 3 enzimi del complesso della
piruvato deidrogenasi (PDC), reazione critica
nella via metabolica per la produzione di energia
nell‘uomo.
Due altri enzimi sono
associati al complesso
complesso::
una specifica chinasi che
fosforila E1 a livello dei
residui di serina e una
fosfatasi specifica in
grado di defosforilare
defosforilare..
L‘attività della PDC può
essere regolata in vivo
dalla disponibilità dei
piruvato e lipoamide
stessi,, ma anche dalla
stessi
concentrazione di
NAD/NADH,
CoA//acetil
CoA
acetil--CoA
CoA,,
ADP/ATP, e dallo stato
fosforilato//defosforilato
fosforilato
di E1.
La cinetica enzimatica
Ricordiamo che:
Una reazione può avvenire spontaneamente
quando G < 0 (esoergonica
esoergonica)); se = 0, il sistema è
all‘equilibrio;; se è >0 per procedere la reazione ha
all‘equilibrio
bisogno di energia (endoergonica
endoergonica))
Il G di una reazione è indipendente dal percorso
(meccanismo molecolare) seguito dalla reazione
Anche se l‘equilibrio
è favorevole, non è
detto che la velocità
di reazione sia
elevata
La differenza tra i livelli di
energia dello stato di base e di
quello di transizione è detta
energia di attivazione (G‡)
Momento molecolare
transitorio in cui il
composto acquista la
probabilità di
diventare prodotto o
di tornare a substrato
D. L. Nelson, M. M. Cox, I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER 4/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006
L‘energia
L‘
energia di attivazione (G‡) può essere
abbassata aggiungendo un
catalizzatore=enzima
D. L. Nelson, M. M. Cox, I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER 4/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006
Attenzione: gli enzimi alterano la velocità
di reazione, NON l‘equilibrio
Berg et al., BIOCHIMICA 6/E, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2007
Fattori che influenzano l‘attività
enzimatica
Concentrazione dell‘enzima
Concentrazione del substrato
pH del mezzo
Temperatura
Concentrazione dell‘enzima
Per una data
concentrazione
di substrato, la v0
è proporzionale
alla
concentrazione
dell‘enzima
v0
E
Concentrazione del substrato: curva di saturazione
Km = costante di
Michaelis-Menten
(1913).
E‘ la misura
dell‘affinità del
substrato per
l‘enzima
D. L. Nelson, M. M. Cox, I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER 4/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006
L’equazione di MichaelisMichaelis-Menten - I
E+S
k1
k-1
ES
kcat
P+E
ES è un intermedio di reazione il cui basso valore di energia di
attivazione permette di fare avvenire una specifica reazione,
catalizzata da una specifica classe di enzimi, in modo molto
favorevole (effetto catalitico).
Quando ES, in seguito al raggiungimento di uno stato di
equilibrio dinamico, assume un valore di concentrazione che si
mantiene costante nel tempo, si dice che è stato raggiunto lo
stato stazionario (steady state).
state).
L’equazione di MichaelisMichaelis-Menten - I
E+S
KM =
k1
k-1
k-1+ kcat
ES
kcat
P+E
Complesso di Michaelis
k1
Se assumiamo che la tappa limitante sia la demolizione
del complesso ES a dare P + E, allora
V0 = Vmax S
KM + S
Questa è l‘equazione di
Michaelis-Menten,
che
evidenzia la velocità di una
reazione
a
singolo
substrato catalizzata da un
enzima
L’equazione di MichaelisMichaelis-Menten - II
Se V0 è uguale a ½ di Vmax
Vmax/2
Vmax
/2
=
Vmax S
KM + S
1/2 =
Semplificando per Vmax
S
KM = S
KM + S
Quando la concentrazione di substrato è tale da
saturare l’enzima, [ES] = [Et
[Et]] la reazione procede alla
massima velocità quindi:
V = Vmax =
kcat [Et
Et]]
GRAFICO DI LINEWEAVER
LINEWEAVER-BURK
(o dei doppi reciproci) per la determinazione di
Vmax e Km
L’equazione di MM
può
essere
trasformata in una
equazione
lineare
rispetto a 1/Vo
1/Vo = 1/Vmax
1/Vmax + 1/[S] * Km/Vmax
Km/Vmax
La costante catalitica di un enzima (kcat
kcat)) è il numero di cicli catalitici
completati nell’unità di tempo
tempo.. Viene anche chiamata “numero di turnover
turnover””
di un enzima ed è di fatto una frequenza
frequenza.. E’ definito come il numero di
moli di substrato convertite in prodotto al secondo in condizioni di Vmax
Vmax,,
per mole di enzima
enzima..
Kcat = Vmax
Vmax/[
/[Et
Et]]
Il rapporto kcat/Km (costante di specificità) è la misura
dell‘efficienza catalitica di un enzima in condizioni di bassa [S] e
molti siti disponibili
V0 = Vmax S
KM + S
Riassumendo:
3
2
1
1. Quando S<<Km
2. Quando S=Km
3. Quando S>>Km
Le costanti:
Vmax = velocità massima,
μmoli/sec
Km
= cost di Michaelis
Menten, μmoli
V0 = Vmax S = K S
KM
V0 = Km Vmax = ½ Vmax
2KM
Vo = Vmax
Riassumiamo………
Riassumiamo
………
Km (
(M):
 Unità di misura = concentrazione
 si associa all‘affinità di E per S
 definisce quanto ―strettamente‖ il S si
leghi ad E
 un basso valore indica alta affinità
 un alto valore indica bassa affinità
Vmax (moli/sec):
 Unità di misura = concentrazione/tempo
 Indica lo stato di saturazione di E
 Quando [S] >>Km, V0 = Vmax
Kcat (s-1):
 Unità di misura = reciproco del tempo
 Numero di turnover = n. di moli di S che
reagiscono per formare P per mole di E per
unità di tempo
 Esprime l‘efficienza della catalisi enzimatica
 Misura diretta della formazione di P in
condizioni ottimali (E saturo)
Influenza del pH
v0
1.5
pepsina
7.0
9.8
Glutammato arginasi
DH
pH
Influenza della temperatura
v0
attivazione
denaturazione
30
40
T (°)
Come regolare l‘attività enzimatica?
 Controllo della disponibilità dell‘enzima (velocità
di sintesi e/o degradazione)
 Modificazioni strutturali che influenzano
l‘attività (effettori allosterici, modificazioni covalenti,
legami cooperativi)
 Meccanismi di inibizione o attivazione
MODELLO DI ENZIMA ALLOSTERICO
A. - Modello di un enzima monomerico
monomerico.. Il legame con un effettore
allosterico positivo (A) al sito attivatore (J) induce un cambio
conformazionale che aumenta l‘affinità per il substrato
substrato.. Il legame di un
effettore allosterico negativo induce una modificazione che porta ad una
diminuzione dell‘affinità per il substrato
B. Modello di un enzima polimerico
polimerico.. Il legame con un effettore allosterico
positivo (A) al sito attivatore (J) induce un cambio conformazionale che
aumenta l‘affinità per il substrato
substrato..
Gli enzimi allosterici NON
seguono l‘equazione di
M/M.
Il S è anche
il modulatore
+
-
L‘andamento sigmoide è
caratteristico di
interazioni cooperative
tra diverse subunità.
MODELLO DI ENZIMA ALLOSTERICO: la
FOSFOFRUTTOKINASI 1
Fru 6P + ATP
PFK1
• Enzima tetramerico,
caratterizzato da due stati
conformazionali T e R
• ATP si comporta sia da substrato
che da inibitore allosterico
• ADP, AMP, Fru 2,6 BP
contrastano gli effetti dell’ATP
Fru 1,6 BP + ADP
Modificazioni post
post--traduzionali
Modificazioni covalenti (residui aminoacidici che
possono accettare la modificazione covalente)
Modificazioni post
post--traduzionali
traduzionali:: la
fosforilazione
Un INIBITORE è una molecola che interferisce
con l‘azione dell‘enzima e rallenta o blocca la
reazione.
Inibizione reversibile
L‘inibitore si lega in modo
NON COVALENTE
all‘enzima e può essere
allontanato aumentando la
concentrazione del
substrato
competitivo
misto
non competitivo
Inibizione irreversibile
L‘inibitore si lega in modo
COVALENTE all‘enzima e
produce un complesso
enzimaticamente inattivo e
dal quale l‘enzima non può
essere rigenerato
Inibizione irreversibile
L‘inibitore si lega in modo COVALENTE all‘enzima e
produce un complesso enzimaticamente inattivo e
l‘enzima non può essere rigenerato
L‘aspirina e le COX
INIBIZIONE COMPETITIVA
k1
E+S
ES
P+E
k-1
+
I
KI
EI
nessuna reazione
L‘inibitore
compete
con
il
substrato per il legame sul sito
attivo dell‘enzima, quindi riduce la
concentrazione di enzima libero
disponibile per il legame con il
substrato.. L‘inibitore può essere
substrato
―scalzato‖
da
elevate
concentrazioni
di
substrato
(affinità)..
(affinità)
www.juliantrubin.com/.../400px-Comp_inhib.png
INIBIZIONE COMPETITIVA
Vmax non varia
Km aumenta perché è necessaria una maggiore
concentrazione di substrato per raggiungere la Vmax
Tratto da Mathews, Van Holde, Ahern –Biochimica – casa Editrice
Ambrosiana
Tratto da Voet & Voet, Fondamenti di Biochimica - Zanichelli
INIBIZIONE INCOMPETITIVA
L‘inibitore si lega ad un sito
differente da quello del S, ma può
legarsi solo al complesso ES.
Di conseguenza l‘I è inattivo
a basse concentrazioni di
substrato,, in cui l‘E è
substrato
presente prevalentemente in
forma libera
libera.. Quando la
concentrazione del S è tale
per cui è presente un‘alta
concentrazione di complesso
ES, l‘I diventa efficace
efficace..
INIBIZIONE INCOMPETITIVA
Poichè l‘inibitore necessita del
legame del substrato con
l‘enzima,, diventa attivo in
l‘enzima
presenza di alte concentrazioni
di substrato
substrato,, quindi
DIMINUISCE la Vmax.
Quando l‘inibitore si lega al complesso ES si genera un nuovo
complesso ternario EIS. Per la legge di Azione di Massa
l‘equilibrio della reazione si sposta verso dx
dx.. In realtà
realtà,, l‘effetto
dell‘inibitore è quello di aumentare la quantità di S legato all‘E e
questo porta ad un apparente aumento dell‘affinità E-S ed una
DIMINUZIONE della Km.
courses.cm.utexas.edu/.../Lecture-Ch6-2.html
INIBIZIONE MISTA o NON COMPETITIVA
E+S
+
I
KI
EI
k1
k-1
+S
ES
+
I
P+E
K‘I
EIS
nessuna
reazione
L‘inibitore non competitivo
si lega a siti dell‘enzima che
partecipano sia al legame
con il substrato che alla
catalisi,
ma
non
interferisce con il legame
del substrato con il sito
attivo..
attivo
D. L. Nelson, M. M. Cox, I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER 4/E,
Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006
INIBIZIONE MISTA
Km non varia perché l‘inibitore non interferisce con il
sito catalitico
L‘aumento della
concentrazione del
substrato non può
annullare l‘inibizione
perché non competono
per lo stesso sito
Vmax è modificata
+ 2I
1/V o
+I
1/V m ax
N o inib itore
1/S
-1/K m
Tratto da Voet & Voet, Fondamenti di Biochimica Zanichelli
Tratto da Mathews, Van Holde, Ahern –Biochimica – casa
Editrice Ambrosiana