Inibição Enzimática

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Inibidor enzimático

Molécula que se liga a uma enzima e diminui ou bloqueia a sua atividade catalítica.

Inibição reversível

Processo no qual o inibidor se dissocia rapidamente da enzima por meio de interações fracas e não covalentes.

Inibição irreversível

Processo em que o inibidor se liga covalentemente ou de forma extremamente estável à enzima, inativando-a permanentemente.

Inibição competitiva

O inibidor assemelha-se ao substrato e disputa diretamente a ligação ao sítio ativo da enzima livre.

Efeito da inibição competitiva no Km

Aumenta o Km aparente da enzima, pois é necessária maior concentração de substrato para atingir metade da Vmáx.

Efeito da inibição competitiva na Vmáx

A Vmáx permanece inalterada, pois altas concentrações de substrato conseguem deslocar o inibidor do sítio ativo.

Superação da inibição competitiva

Pode ser revertida aumentando significativamente a concentração do substrato no meio reacional.

Inibição não competitiva pura

O inibidor liga-se a um sítio alostérico com igual afinidade pela enzima livre e pelo complexo enzima-substrato.

Efeito da inibição não competitiva pura no Km

O Km aparente permanece inalterado, pois o inibidor não afeta a ligação direta do substrato ao sítio ativo.

Efeito da inibição não competitiva pura na Vmáx

A Vmáx diminui, pois a capacidade catalítica das enzimas ligadas ao inibidor é reduzida ou anulada.

Inibição incompetitiva (ou acompetitiva)

O inibidor liga-se exclusivamente ao complexo enzima-substrato já formado, e não à enzima livre.

Efeito da inibição incompetitiva no Km

Diminui o Km aparente, devido ao deslocamento do equilíbrio que aumenta a afinidade aparente pelo substrato.

Efeito da inibição incompetitiva na Vmáx

Diminui a Vmáx proporcionalmente à redução do Km, formando retas paralelas no gráfico de Lineweaver-Burk.

Inibição mista

O inibidor pode ligar-se tanto à enzima livre quanto ao complexo enzima-substrato, mas com afinidades diferentes.

Efeito da inibição mista nos parâmetros cinéticos

A Vmáx sempre diminui, enquanto o Km aparente pode aumentar ou diminuir dependendo da afinidade relativa.

Sítio ativo

Região específica da enzima onde o substrato se liga e onde ocorre a reação catalítica.

Sítio alostérico

Região da enzima distinta do sítio ativo onde moléculas reguladoras se ligam, alterando a conformação enzimática.

Inibidor suicida (baseado no mecanismo)

Substrato modificado que a enzima converte em uma espécie reativa, a qual se liga covalentemente e a inativa.

Inibidor análogo do estado de transição

Composto que mimetiza a estrutura do intermediário de reação e liga-se à enzima com afinidade muito superior ao substrato.

Constante de inibição (Ki)

Constante de dissociação termodinâmica do complexo enzima-inibidor; quanto menor o Ki, mais potente é o inibidor.

IC50

Concentração de inibidor necessária para reduzir a atividade de uma enzima em 50 porcento sob condições específicas.

Constante de Michaelis-Menten (Km)

Concentração de substrato na qual a velocidade da reação catalisada atinge metade da velocidade máxima.

Velocidade máxima (Vmáx)

Taxa máxima teórica de reação quando todos os sítios ativos das enzimas estão saturados com substrato.

Gráfico de Lineweaver-Burk

Representação gráfica duplo-recíproca (1/V versus 1/[S]) usada para distinguir facilmente os tipos de inibição.

Gráfico de Lineweaver-Burk na inibição competitiva

As retas cruzam-se no eixo Y (mesmo 1/Vmáx) com inclinações diferentes e interceptos distintos no eixo X.

Gráfico de Lineweaver-Burk na inibição não competitiva pura

As retas cruzam-se no eixo X (mesmo -1/Km) e têm interceptos diferentes no eixo Y.

Gráfico de Lineweaver-Burk na inibição incompetitiva

Gera retas paralelas com a mesma inclinação (Km/Vmáx constante) e interceptos diferentes nos dois eixos.

Inibição por retroalimentação (feedback negativo)

Regulação em que o produto final de uma via metabólica inibe a primeira enzima da via para evitar acúmulo.

Inibição por excesso de substrato

Queda na velocidade de reação que ocorre quando concentrações elevadas de substrato ligam-se de forma improdutiva.

Inibição por produto

Diminuição da atividade enzimática causada pelo acúmulo do próprio produto gerado pela reação.

Modificador covalente reversível

Grupo químico adicionado e removido enzimaticamente (como fosfato) para ligar ou desligar a atividade catalítica.

Agentes quelantes como inibidores

Compostos como EDTA que inibem metaloenzimas ao sequestrar cofatores metálicos essenciais à catálise.

Penicilina (mecanismo de inibição)

Inibidor suicida irreversível da transpeptidase bacteriana que impede a síntese correta da parede celular.

Aspirina (mecanismo de inibição)

Inibidor irreversível que acetila covalentemente um resíduo de serina no sítio catalítico da ciclooxigenase (COX).

Estatinas (mecanismo de inibição)

Inibidores competitivos da HMG-CoA redutase usados terapeuticamente para diminuir os níveis de colesterol sérico.

Metotrexato

Inibidor competitivo potente da di-hidrofolato redutase, estruturalmente análogo ao folato e usado em quimioterapia.

Organofosforados (mecanismo)

Inibidores irreversíveis da acetilcolinesterase que fosforilam a serina do sítio catalítico, gerando crise colinérgica.

Alopurinol

Inibidor baseado no mecanismo (suicida) da xantina oxidase, usado no tratamento e profilaxia da gota.

Inibição alostérica homotrópica

Efeito no qual a própria molécula de substrato atua como efetor alostérico modulando a atividade da enzima.

Inibição alostérica heterotrópica

Efeito em que uma molécula estruturalmente diferente do substrato liga-se a outro sítio e inibe a enzima.

Complexo Enzima-Inibidor (EI)

Forma inativa da enzima ligada ao inibidor antes de qualquer ligação de substrato.

Complexo Enzima-Substrato-Inibidor (ESI)

Forma ternária que ocorre em inibições do tipo não competitiva, mista e incompetitiva.

Inibição parcial

Condição na qual o complexo enzima-substrato-inibidor ainda retém alguma atividade catalítica residual.

Inibição linear (completa)

Situação cineticamente padrão onde a ligação do inibidor bloqueia totalmente a formação do produto.

Inibição de ligação lenta (slow-binding)

Inibição reversível caracterizada por uma taxa de associação ou dissociação extraordinariamente lenta.

Inibição de ligação apertada (tight-binding)

Ocorre quando a afinidade do inibidor é tão alta que o Ki aproxima-se da concentração total da enzima no ensaio.

Fator alfa (α)

Constante adimensional que expressa o grau pelo qual o inibidor afeta a afinidade da enzima pelo substrato.

Cianeto (mecanismo de inibição)

Inibidor irreversível que se liga ao ferro heme da citocromo c oxidase, paralisando a cadeia respiratória mitocondrial.

5-Fluoruracil (mecanismo)

Pró-fármaco convertido em inibidor suicida da timidilato sintase, bloqueando a síntese de DNA em células tumorais.

Inibição não produtiva

Quando o substrato liga-se ao sítio catalítico em uma orientação incorreta, impedindo o prosseguimento da reação.

Inativação por reagentes de grupos específicos

Modificação covalente irreversível de cadeias laterais específicas de aminoácidos sem mimetizar a estrutura do substrato.

Inibição alostérica por transição R para T

Estabilização da conformação de baixa afinidade (estado T) da enzima pela ligação de um efetor negativo.