Pri alosterickej inhibícii alebo nekompetitívnej inhibícii sa inhibítory viažu na alosterické centrum enzýmu, čím znižujú jeho aktivitu. Výsledkom väzby je konformačná zmena, ktorá čiastočne alebo úplne blokuje funkciu enzýmu. Alosterická inhibícia sa zvažuje pri liečbe rakovina.
Čo je alosterická inhibícia?
Pri alosterickej inhibícii sa inhibítory viažu na alosterické centrum enzýmu, čím znižujú jeho aktivitu. Inhibícia alebo inhibícia v medicíne znamená spomalenie, oneskorenie alebo blokovanie biologických procesov. Akcia sa tak môže zastaviť v dôsledku inhibície. V biochémii inhibícia zvyčajne zodpovedá inhibícii enzýmov. Tento typ inhibície môže byť buď konkurenčný alebo nekonkurenčný. Nekompetitívna inhibícia je tiež známa ako alosterická inhibícia. Pri tomto type inhibície je cieľom naviazať inhibítory mimo aktívne miesta inhibovaných procesov. Použité inhibítory a ich väzba negatívne ovplyvňujú funkciu enzýmu zapojeného do procesu. Použité inhibítory sa tiež označujú ako alosterické efektory a na rozdiel od kompetitívnej inhibície enzýmy, nepripojujte sa k aktívnemu procesnému centru, ale k iným miestam príslušného enzýmu. Nachádzajú sa tak v alosterickom strede enzýmu a týmto spôsobom menia jeho konformáciu. Táto konformačná zmena znemožňuje alebo prinajmenšom sťažuje enzýmu viazať substrát na aktívne miesto.
Funkcia a úloha
Enzýmy sú základnými zložkami každého organizmu. Vlastné látky tela sú zapojené do všetkých metabolických procesov a katalyzujú väčšinu biochemických reakcií. Na reguláciu enzymatických procesov vyžadujú bunky tela určité mechanizmy ovplyvňujúce špecifickú aktivitu enzýmy. Enzýmy sa často aktivujú a ich aktivita sa reguluje úpravami. Väzba na určité látky však môže tiež hrať úlohu pri regulácii enzýmových aktivít. Väzbové látky sa tiež nazývajú efektory, ktoré sa v závislosti od svojho účinku na enzým označujú buď ako aktivátory alebo inhibítory. Aktivátory zvyšujú enzymatickú aktivitu a podporujú súvisiacu reakciu. Inhibítory znižujú enzymatické aktivity a inhibujú príslušné reakcie. Inhibítory v aktívnom mieste enzýmu indukujú takzvanú kompetitívnu inhibíciu a obsadzujú väzbové miesta aktívneho miesta. Pri nekompetitívnej inhibícii sa inhibítory viažu na alosterické centrum konkrétneho enzýmu, čo spôsobuje štrukturálnu zmenu aktívneho miesta. Enzým stráca v dôsledku týchto procesov svoju funkciu buď čiastočne, alebo úplne. Inhibícia spätnej väzby alebo inhibícia konečného produktu sa považuje za špeciálnu formu tohto typu inhibície. V tomto prípade produkt syntetických reťazcov alostericky inhibuje enzým zapojený do syntézy. Je možné zvrátiť všetky typy alosterickej inhibície. Tento proces zodpovedá odstráneniu alosterických efektorov. Akákoľvek nekompetitívna inhibícia je založená na väzbe inhibítora I na alosterické centrum enzýmu E. Táto väzba neovplyvňuje väzbu na substrát. Inhibítor sa môže viazať nielen na voľný enzým, ale aj na svoj komplex enzým-substrát, pretože sa nemusí viazať vo väzobnej časti enzýmu. Príslušný substrát rovnako analogicky reaguje s komplexom enzým-inhibítor. Vytvorený komplex enzým-inhibítor-substrát však neodštiepi výsledný produkt. V individuálnych prípadoch nekompetitívnej inhibície sa špecifické správanie inhibítorov môže viac alebo menej líšiť od normálneho prípadu.
Choroby a poruchy
Inhibície enzymatických procesov sú dôležitým typom regulácie v ľudskom tele. Môžu byť narušené napríklad genetickými poruchami, takže najmä mutáciami. Takéto mutácie môžu ovplyvňovať rôzne stavebné prvky ľudského tela, pretože hrajú úlohu v inhibícii enzýmov. Dôsledky nedostatku inhibície môžu byť rôzne. Vyvýšené kyselina močovámôžu byť napríklad spojené s poruchami enzymatickej inhibície. Ak kyselina močová koncentrácie v krv je zvýšená a nie je dostatočne vylučovaná močom, soli sú uložené v kĺby a môže tak podporovať vznik dna uzlíky. The kyselina močová kryštály spôsobujú zápalové reakcie na vnútornej výstelke kĺbyv súvislosti s akútnym záchvatom dna. Zvýšená kyselina močová môže byť spôsobená poruchou alosterickej inhibície, ktorá podporuje zvýšenú biosyntézu takzvaných purínových nukleotidov. Alosterická inhibícia však netvorí iba základ rôznych chorôb, ale v súčasnosti ju medicína využíva aj na terapeutické účely. Napríklad alosterická inhibícia BCR-ABL sa považuje za súčasný terapeutický princíp u chromozómov pozitívnych leukémie. Moderná medicína využíva princíp alosterickej inhibície aj v iných oblastiach rakovina terapie. V súčasnosti vedci čoraz viac hľadajú inhibítory v kontexte rakovina výskum. V tejto súvislosti americké výskumné skupiny objavili Ral proteíny, ktoré sa napríklad javia ako obzvlášť zaujímavé pre výskum rakoviny. Stále však nie je žiadny náznak funkčnej drogy. Najmä alosterická, nekompetitívna inhibícia je oblasťou, ktorá pomôže formovať budúcnosť rakoviny terapie.
