Inibizione Enzimatica

Introduzione

• La lezione tratta dell'inibizione enzimatica.
• Relazione con le precedenti lezioni su cinetica enzimatica e meccanismo degli enzimi.
• Argomento diviso in più lezioni per la complessità.

Definizione di Inibizione Enzimatica

• Gli enzimi interagiscono con substrati, cofattori, prodotti e altre molecole.
• Gli inibitori si legano al sito attivo dell'enzima, competendo con il substrato, o ad altre parti dell'enzima.
• Inibiscono l'attività catalitica dell'enzima.

Tipi di Inibitori

Inibitori Irreversibili

• Si legano in modo stabile e covalente all'enzima.
• Non si staccano più dall'enzima.

Inibitori Reversibili

• Si combinano tramite legami deboli.
• Possono allontanarsi, permettendo all'enzima di ritornare attivo.

Suddivisione degli Inibitori Reversibili

Inibizione Competitiva

• Inibitori simili al substrato che competono per il sito attivo dell'enzima.
• Velocità massima (Vmax) invariata; kM apparente aumenta.
• Grafico Lineweaver-Burk: pendenza cambia, ma l'intercetta su 1/Vmax rimane costante.

Inibizione Non Competitiva

• Inibitori che si legano a siti diversi dal sito attivo.
• Inducono cambiamenti conformazionali nell'enzima, rendendolo inattivo.
• Vmax diminuisce; kM non cambia.
• Grafico Lineweaver-Burk: intercetta su 1/Vmax varia.

Inibizione Mista

• Combinazione delle caratteristiche degli inibitori competitivi e non competitivi.
• Si legano sia al sito attivo che a siti diversi, modificando la conformazione dell'enzima.
• Vmax e kM variano entrambi.

Inibitori Irreversibili

• Distruggono gruppi funzionali essenziali per l'attività enzimatica.
• Possono disattivare più enzimi contemporaneamente.
• Esempio: Gas nervino, inibitore irreversibile molto tossico a basse concentrazioni.

Inibitori Suicidi

• Poco reattivi fino a quando non si legano al sito attivo dell'enzima.
• L'enzima catalizza la loro trasformazione in prodotti che si legano irreversibilmente.
• Esempio: Penicillina, inibitore suicida che blocca la sintesi della parete cellulare batterica mediante il legame irreversibile all'enzima D-D-transpeptidasi.

Meccanismo di Azione Enzimatica: Caso della Chimo Tripsina

• La chimo tripsina è un enzima digestivo che taglia legami peptidici.
• Possiede una “triade catalitica” di tre amminoacidi (Aspartato, Istidina, Serina).
• Meccanismo dettagliato del legame e scissione del substrato:
  • La triade catalitica genera uno ione nucleofilo (O-) che attacca il carbonio carbonilico del substrato.
  • Si formano intermedi tetraedrici seguiti dalla scissione del legame peptidico.
  • La molecola d'acqua entra per completare il ciclo catalitico, liberando il prodotto finale.

Conclusione

• Gli enzimi sono catalizzatori biologici cruciali per accelerare le reazioni nel corpo umano.
• Senza di essi, i processi metabolici richiederebbero troppo tempo.