Sin t

1
Inhibición enzimática
2
Inhibidor Efector que hace disminuir la
actividad enzimática, a través de interacciones
con el centro activo u otros centros
específicos (alostéricos). Esta definición
excluye todos aquellos agentes que inactivan a la
enzima a través de desnaturalización de la
molécula enzimática De esta forma, habrá dos
tipos de inhibidores I. Isostéricos ejercen
su acción sobre el centro activo II.
Alostéricos ejercen su acción sobre otra parte
de la molécula, causando un cambio
conformacional con repercusión negativa en
la actividad enzimática.
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Los inhibidores isostéricos pueden ser de dos
tipos
1. Inhibidor reversible establece un equilibrio
con la enzima libre, con el complejo
enzima-substrato o con ambos
E I
EI
ESI
ES I
2. Inhibidor irreversible modifica químicamente
a la enzima
E I
E
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Inhibición reversible
(a) El inhibidor se fija al centro activo de la
enzima libre, impidiendo la fijación del
substrato Inhibición 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 fijación
del substrato a la enzima, pero sí impide la
acción catalítica Inhibición No
Competitiva (c) El inhibidor se fija únicamente
al complejo enzima-substrato una vez
formado, impidiendo la acción catalítica este
tipo se conoce como Inhibición
Anticompetitiva
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Las fijaciones de substrato e inhibidor
son mutuamente exclusivas el complejo EI no es
productivo
6
El inhibidor se fija indistintamente a la enzima
libre E y al complejo enzima-substrato ES ni el
complejo EI ni el complejo ESI son productivos
7
Inhibición Anticompetitiva
El inhibidor sólo puede fijarse al complejo
ES el complejo ESI no es productivo
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Inhibición Competitiva
S
E
ES
E P
I
Se define una constante de equilibrio de
disociación del inhibidor
E I
Ki
EI
EI
Características - Las fijaciones de substrato e
inhibidor son mutuamente exclusivas - A muy altas
concentraciones de substrato desaparece la
inhibición - Por lo general, el inhibidor
competitivo es un análogo químico del
substrato. - El inhibidor es tan específico como
el substrato
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En condiciones de equilibrio rápido, llamando y a
la concentración del complejo EI, para la
inhibición competitiva obtenemos el siste- ma de
ecuaciones
De donde
Que resuelto para x nos da
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Por tanto, en la inhibición competitiva,
1. El efecto cinético 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 más pequeño sea el valor de
Ki mayor será la potencia del inhibidor
competitivo.
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(No Transcript)
12
Inhibición competitiva - Representación recíproca
doble
1/Vmax
-1/Km
-1/(Km(1 i/Ki))
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Inhibidores competitivos
Succinato deshidrogenasa
14
Inhibidores competitivos como ánalogos
estructurales del substrato
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4-aminobenzoato
4-aminobenceno sulfonamida
16
Ác. Fólico
Methotrexate
17
Análogos de base
Timina
5-Bromouracilo
18
Análogos de nucleósido
Citidina
Citosina arabinósido
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Un paso más allá en el desarrollo de inhibidores
potentes es el concepto de Análogo de Estado de
Transición (AET)
- El inhibidor no es estrictamente análogo del
substrato, sino del Estado de Transición de la
reacción. - La afinidad de las enzimas por los
AET es enorme, del orden nM o pM, con lo que la
fijación es tan fuerte que puede considerarse
irreversible
20
Susbtrato
Estado de transición

Productos
Análogo de estado de transición
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Estado de transición
Substrato
Análogo de estado de transición
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Aspartato transcarbamilasa
Estado de transición
Análogo de estado de transición N-fosfonoacetil
L-aspartato (PALA)
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Angiotensinógeno
Hipotensión, hipovolemia, ortostatismo
Renina
Angiotensina I DRVYIHPFHL
Enzima convertidora de Angiotensina, ECA
HL
Angiotensina II DRVYIHPF
Aumento de la presión arterial
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Análogos de Estado de Transición Captopril


Zn2
Zn2
Estado de transición de la ECA
Captopril
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Inhibición Irreversible
- Los inhibidores irreversibles reaccionan con un
grupo químico de la enzima, modificándola
covalentemente - Su acción no se describe por
una constante de equilibrio Ki, sino por una
constante de velocidad ki
E I
E
- A diferencia de la inhibición reversible, el
efecto de los inhibidores irreversibles depende
del tiempo de actuación del inhibidor. - Los
inhibidores irreversibles son, por lo general,
altamente tóxicos.
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Algunos tipos de inhibidores irreversibles
1. Reactivos de grupos -SH 2. Organofosfóricos 3
. Ligandos de metales 4. Metales pesados
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Reactivos de grupos -SH, 1
(a) Agentes alquilantes
Yodoacetato
(b) Compuestos insaturados
N-Etil maleimida (NEM)
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Reactivos de grupos -SH, 2
(c) Formadores de mercáptidos
p-Hidroximercuribenzoato
(d) Oxidantes Promueven la oxidación de dos
tioles a un disulfuro
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Organofosfóricos
DFP diisopropil fluorofosfato
- Actúan sobre enzimas serínicas - Únicamente
sobre la Ser activa - Insecticidas Parathion,
Malathion - Inhibidores de la Acetilcolinesterasa
- Neurogases
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Ligandos de coordinación de metales
Es el caso del ion cianuro, CN-
Se fija con gran afinidad a la sexta posición de
coordinación del Fe hemínico, impidiendo toda
modificación posterior. Por ello actúa sobre
sistemas de Fe hemínico con la sexta posición de
coordinación libre, como la citocromo oxidasa,
de lo que deriva su elevadísima toxicidad
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Substratos suicidas
(Inhibidores activados enzimáticamente)
- Se trata de moléculas que se unen al centro
activo de manera específica, igual que el
substrato o los inhibidores competitivos - Una
vez unidos al centro activo, la enzima transforma
la molécula en una especie química muy reactiva
que modifica covalentemente a la enzima,
inactivándola - Tienen por tanto (a) la
especificidad del inhibidor competitivo y (b)
la potencia de los inhibidores irreversibles
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Modo de acción de los inhibidores suicidas
1
2
3
E I
EI
EI
E I
1. El inhibidor se fija a la enzima igual que el
substrato o un inhibidor competitivo
convencional 2. La acción catalítica de la
enzima convierte al inhibidor I en una
especie altamente reactiva I 3. I modifica
covalentemente a la enzima, inactivándola de
forma definitiva al igual que un inhibidor
irreversible.
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Ejemplos de inhibidores suicidas, 1
- Sistema de la b-lactamasa bacteriana
La utilización masiva de antibióticos
b-lactámicos (penicilinas, sus derivados
semisintéticos y cefalosporinas) ha conducido
a la aparición de resistencias a los mismos. Los
microorganismos resistentes a estos antibióticos
lo son por producir una enzima, la b-lactamasa,
que inactiva a los antibió- ticos b-lactámicos.
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Penicilina (activa)
b-Lactamasa
Ác.peniciloico (inactivo)
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Muy a menudo los preparados de penicilinas o
penicilinas semisintéticas se formulan añadiendo
un inhibidor suicida de la b-lactamasa, el ácido
clavulánico
b-Lactamasa
Ác.clavulánico
Esta molécula reacciona con la serina activa de
la b-lactamasa, produciendo su inactivación
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Ejemplos de inhibidores suicidas, 2
- Sistema de la monoamino oxidasa (MAO) cerebral
Los estados depresivos, en general, están
relacionados con un descenso en la concentración
de neurotransmisores adrenérgicos (dopamina,
noradrenalina, etc.) en determinadas regiones
del cerebro. Una de las enzimas encargadas de la
degradación de estos neurotransmisores es la
monoamino oxidasa (EC 1.4.3.4). Por tanto, la
inhibición de la monoamino oxidasa se emplea
como terapéutica de los estados depresivos. Se
han desarrollado muchos inhibidores suicidas de
la MAO
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Noradrenalina
Monoamino oxidasa
La MAO es una flavoproteína tiene un grupo
prostético flavínico (FAD) fundamental para la
catálisis. Los inhibidores suicidas de la MAO
inactivan al cofactor FAD.
Dihidroxifenilglicol
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N,N dimetil propargilamina (pargilina)
Flavina
Inhibición suicida de la MAO mediante Pargilina
Flavina modificada