Sin ttulo de diapositiva

Inhibicin enzimticaInhibidor:

Efector que hace disminuir la actividad enzimtica, a travs deinteracciones con el centro activo u otros centros especficos(alostricos).

Esta definicin excluye todos aquellos agentes que inactivan ala enzima a travs de desnaturalizacin de la molcula enzimtica

De esta forma, habr dos tipos de inhibidores:

I. Isostricos: ejercen su accin sobre el centro activoII. Alostricos: ejercen su accin sobre otra parte de la molcula, causando un cambio conformacional con repercusin negativa en la actividad enzimtica.Los inhibidores isostricos pueden ser de dos tipos:1. Inhibidor reversible: establece un equilibrio con la enzima libre, con el complejo enzima-substrato o con ambos:E + IEI2. Inhibidor irreversible: modifica qumicamente a la enzima:E + IEES + IESIInhibicin reversible(a) El inhibidor se fija al centro activo de la enzima libre, impidiendo la fijacin del substrato: Inhibicin Competitiva

(b) El inhibidor se fija a la enzima independientemente de que lo haga o no el substrato; el inhibidor, por tanto, no impide la fijacin del substrato a la enzima, pero s impide la accin cataltica: Inhibicin No Competitiva

(c) El inhibidor se fija nicamente al complejo enzima-substrato una vez formado, impidiendo la accin cataltica; este tipo se conoce como Inhibicin AnticompetitivaEESEIISE + PInhibicinCompetitivaLas fijaciones de substrato e inhibidor sonmutuamente exclusivas; el complejo EI no es productivoEESEIISE + PIESISInhibicinNo CompetitivaEl inhibidor se fija indistintamente a la enzima libre Ey al complejo enzima-substrato ES; ni el complejo EIni el complejo ESI son productivosEESSE + PIESIInhibicinAnticompetitivaEl inhibidor slo puede fijarse al complejo ES;el complejo ESI no es productivoEESEIISE + PCaractersticas:- Las fijaciones de substrato e inhibidor son mutuamente exclusivas- A muy altas concentraciones de substrato desaparece la inhibicin- Por lo general, el inhibidor competitivo es un anlogo qumico del substrato.- El inhibidor es tan especfico como el substratoSe define una constante deequilibrio de disociacin delinhibidor:Ki = [E] [I][EI]Inhibicin CompetitivaEn condiciones de equilibrio rpido, llamando y a la concentracin del complejo EI, para la inhibicin competitiva obtenemos el siste-ma de ecuaciones

Que resuelto para x nos da

De dondePor tanto, en la inhibicin competitiva, 1. El efecto cintico del inhibidor es el aumento aparente de la Km, que aparece multiplicada por el factor (1 + i/Ki)

2. La Vmax no aparece modificada; para concentraciones muy altas del substrato, v = Vmax, igual que en ausencia de inhibidor

3. Cuanto ms pequeo sea el valor de Ki mayor ser la potencia del inhibidor competitivo.

-1/Km-1/(Km(1 + i/Ki))1/VmaxInhibicin competitiva - Representacin recproca doble

Succinato deshidrogenasa

Inhibidorescompetitivos

Inhibidores competitivoscomo nalogos estructuralesdel substrato

4-aminobencenosulfonamida

4-aminobenzoato

c. FlicoMethotrexate

Timina5-BromouraciloAnlogos de base

CitidinaCitosina arabinsidoAnlogos denuclesidoUn paso ms all en el desarrollo de inhibidores potentes es el concepto de Anlogo de Estado de Transicin (AET)- El inhibidor no es estrictamente anlogo del substrato, sino del Estado de Transicin de la reaccin.

- La afinidad de las enzimas por los AET es enorme, del orden nM o pM, con lo que la fijacin es tan fuerte que puede considerarse irreversible

Susbtrato

Estado de transicin

+

ProductosAnlogo deestado de transicin

SubstratoEstado detransicinAnlogo deestado de transicin

AspartatotranscarbamilasaEstado de transicinAnlogo deestado de transicin:N-fosfonoacetil L-aspartato(PALA)AngiotensingenoAngiotensina IDRVYIHPFHLAngiotensina IIDRVYIHPFHLReninaEnzima convertidorade Angiotensina, ECAHipotensin,hipovolemia,ortostatismoAumento de la presin arterial

+Zn2++Zn2+

Anlogos de Estado de Transicin: CaptoprilEstado de transicinde la ECACaptoprilInhibicin Irreversible- Los inhibidores irreversibles reaccionan con un grupo qumico de la enzima, modificndola covalentemente

- Su accin no se describe por una constante de equilibrio Ki, sino por una constante de velocidad ki:E + I E- A diferencia de la inhibicin reversible, el efecto de los inhibidores irreversibles depende del tiempo de actuacin del inhibidor.

- Los inhibidores irreversibles son, por lo general, altamente txicos.Algunos tipos de inhibidores irreversibles1. Reactivos de grupos -SH

2. Organofosfricos

3. Ligandos de metales

4. Metales pesadosReactivos de grupos -SH, 1(a) Agentes alquilantes

Yodoacetato(b) Compuestos insaturados

N-Etil maleimida (NEM)Reactivos de grupos -SH, 2(c) Formadores de mercptidos

p-Hidroximercuribenzoato(d) Oxidantes

Promueven la oxidacin de dos tioles a un disulfuroOrganofosfricos

DFP:diisopropilfluorofosfato- Actan sobre enzimas sernicas- nicamente sobre la Ser activa- Insecticidas: Parathion, Malathion- Inhibidores de la Acetilcolinesterasa- NeurogasesLigandos de coordinacin de metalesEs el caso del ion cianuro, CN-Se fija con gran afinidad a la sexta posicin de coordinacindel Fe hemnico, impidiendo toda modificacin posterior.

Por ello acta sobre sistemas de Fe hemnico con la sexta posicin de coordinacin libre, como la citocromo oxidasa, de lo que deriva su elevadsima toxicidadSubstratos suicidas(Inhibidores activados enzimticamente)- Se trata de molculas que se unen al centro activo de manera especfica, igual que el substrato o los inhibidores competitivos

- Una vez unidos al centro activo, la enzima transforma la molcula en una especie qumica muy reactiva que modifica covalentemente a la enzima, inactivndola

- Tienen por tanto (a) la especificidad del inhibidor competitivo y (b) la potencia de los inhibidores irreversiblesE + IEIEI*E + I*Modo de accin de los inhibidores suicidas1231. El inhibidor se fija a la enzima igual que el substrato o un inhibidor competitivo convencional

2. La accin cataltica de la enzima convierte al inhibidor I en una especie altamente reactiva I*

3. I* modifica covalentemente a la enzima, inactivndola de forma definitiva al igual que un inhibidor irreversible.Ejemplos de inhibidores suicidas, 1- Sistema de la b-lactamasa bacterianaLa utilizacin masiva de antibiticos b-lactmicos (penicilinas,sus derivados semisintticos y cefalosporinas) ha conducido ala aparicin de resistencias a los mismos.

Los microorganismos resistentes a estos antibiticos lo son porproducir una enzima, la b-lactamasa, que inactiva a los antibi-ticos b-lactmicos.

b-LactamasaPenicilina (activa)c.peniciloico (inactivo)

Muy a menudo los preparados de penicilinas o penicilinassemisintticas se formulan aadiendo un inhibidor suicidade la b-lactamasa, el cido clavulnico

b-Lactamasa

Esta molculareacciona con laserina activa de lab-lactamasa, produciendo suinactivacinc.clavulnicoEjemplos de inhibidores suicidas, 2- Sistema de la monoamino oxidasa (MAO) cerebralLos estados depresivos, en general, estn relacionados con undescenso en la concentracin de neurotransmisores adrenrgicos(dopamina, noradrenalina, etc.) en determinadas regiones delcerebro.

Una de las enzimas encargadas de la degradacin de estos neurotransmisores es la monoamino oxidasa (EC 1.4.3.4).

Por tanto, la inhibicin de la monoamino oxidasa se emplea comoteraputica de los estados depresivos. Se han desarrollado muchosinhibidores suicidas de la MAO

NoradrenalinaDihidroxifenilglicolMonoaminooxidasaLa MAO es una flavoprotena:tiene un grupo prostticoflavnico (FAD) fundamentalpara la catlisis. Los inhibidoressuicidas de la MAO inactivanal cofactor FAD.

FlavinaFlavina modificadaN,N dimetilpropargilamina(pargilina)Inhibicin suicida de laMAO mediante Pargilina