Wird normalerweise angerufen Hemmung, allerdings ist dies nicht immer korrekt. Ein Inhibitor ist eine Substanz, die eine spezifische Verringerung der Enzymaktivität bewirkt. Somit sind anorganische Säuren und Schwermetalle keine Inhibitoren, sondern Inaktivatoren, da sie die Aktivität jeglicher Enzyme reduzieren, also unspezifisch wirken.

Medikamente hemmen häufiger die Enzymaktivität

In der Medizin werden aktiv Verbindungen entwickelt und eingesetzt, die die Aktivität von Enzymen verändern, um die Geschwindigkeit von Stoffwechselreaktionen zu regulieren und die Synthese bestimmter Substanzen im Körper zu reduzieren.

Enzymhemmung

Es lassen sich zwei Hauptrichtungen der Hemmung unterscheiden

• Abhängig von der Stärke der Bindung des Enzyms an den Inhibitor kann die Hemmung reversibel oder irreversibel sein;
• Basierend auf dem Verhältnis des Inhibitors zum aktiven Zentrum des Enzyms wird die Hemmung in kompetitive und nicht-kompetitive Hemmung unterteilt.

Irreversible Hemmung

Bei der irreversiblen Hemmung kommt es zur Bindung oder Zerstörung funktioneller Gruppen des Enzyms, die für die Manifestation seiner Aktivität notwendig sind.

Der Mechanismus der irreversiblen Hemmung der Acetylcholinesterase.

Beispielsweise bindet der Stoff Diisopropylfluorphosphat fest und irreversibel an die Hydroxygruppe von Serin im aktiven Zentrum des Enzyms Acetylcholinesterase, das Acetylcholin an Nervensynapsen hydrolysiert. Die Hemmung dieses Enzyms verhindert den Abbau von Acetylcholin im synaptischen Spalt, wodurch der Botenstoff weiterhin auf seine Rezeptoren einwirkt, was die cholinerge Regulation unkontrolliert steigert. Organophosphat-Kampfstoffe (Sarin, Soman) und Insektizide (Karbofos, Dichlorvos) wirken auf ähnliche Weise.

Der Mechanismus der irreversiblen Hemmung der Cyclooxygenase.

Ein weiteres Beispiel ist die Hemmung eines Schlüsselenzyms der Prostaglandinsynthese, der Cyclooxygenase, durch Acetylsalicylsäure (Aspirin). Diese Säure ist Bestandteil entzündungshemmender Medikamente und wird bei entzündlichen Erkrankungen und fieberhaften Erkrankungen eingesetzt. Die Anfügung einer Acetylgruppe an die Hydroxylgruppe von Serin im aktiven Zentrum des Enzyms führt zu dessen Inaktivierung und zum Stoppen der Prostaglandinsynthese.

Reversible Hemmung

Bei der reversiblen Hemmung kommt es zu einer schwachen Bindung des Inhibitors an die funktionellen Gruppen des Enzyms, wodurch die Aktivität des Enzyms allmählich wiederhergestellt wird.

Ein Beispiel für einen reversiblen Inhibitor ist Proserin, das in seinem aktiven Zentrum an das Enzym Acetylcholinesterase bindet. Eine Gruppe von Cholinesterasehemmern (Prozerin, Distigmin, Galantamin) wird bei Myasthenia gravis, nach Enzephalitis, Meningitis und Verletzungen des Zentralnervensystems eingesetzt.

Wettbewerbshemmung

Bei dieser Art der Hemmung ähnelt der Inhibitor in seiner Struktur dem Enzymsubstrat. Daher konkurriert es mit dem Substrat um das aktive Zentrum, was zu einer verminderten Bindung des Substrats an das Enzym und einer Störung der Katalyse führt. Dies ist ein Merkmal der kompetitiven Hemmung – die Fähigkeit, die Hemmung durch Änderung der Substratkonzentration zu verstärken oder zu schwächen.

Zum Beispiel:

1. Kompetitive Wechselwirkung von Ethanol und Methanol um das aktive Zentrum der Alkoholdehydrogenase.

Kompetitive Hemmung der Succinatdehydrogenase.

2. Hemmung des Krebszyklus-Enzyms Succinatdehydrogenase durch Malonsäure, deren Struktur der Struktur des Substrats dieses Enzyms – Bernsteinsäure (Succinat) – ähnelt.

Die Ähnlichkeit der Struktur von Sulfonamiden und para-Aminobenzoesäure, einem Bestandteil von Vitamin B 9.

3. Zu den kompetitiven Inhibitoren gehören auch Antimetaboliten oder Pseudosubstrate, beispielsweise antibakterielle Wirkstoffe, Sulfonamide, deren Struktur denen ähnelt P-Aminobenzoesäure, Komponente

Orenburg – 2010

1.1 Reversible Hemmung

1.1.2 Nicht-wettbewerbliche Hemmung

1.1.3 Nicht-wettbewerbliche Hemmung

1.2 Irreversible Hemmung

1.3 Allosterische Hemmung

2. Eine neue Art der Hemmung der Enzymaktivität

3. Verwendung von Enzyminhibitoren

ABSCHLUSS

Liste der verwendeten Literatur

1. Enzyminhibitoren. Arten der Hemmung der Enzymaktivität

Es ist bekannt, dass die Enzymaktivität durch verschiedene Einflüsse relativ leicht reduziert werden kann. Diese Verringerung der Geschwindigkeit enzymatischer Reaktionen wird üblicherweise als Hemmung der Aktivität oder Hemmung von Enzymen bezeichnet.

Abb. 1. Schema der Aktivierung und Hemmung der Wirkung des Enzyms (nach Yu. B. Filippovich): a. – allosterisches Zentrum des Enzyms; K – katalytisches Zentrum; c – Substratzentrum

Enzyme sind Proteine; dementsprechend kann ihre Aktivität durch Einwirkungen, die zur Denaturierung von Proteinen führen (Erhitzen, Einwirkung konzentrierter Säuren, Laugen, Schwermetallsalze usw.), verringert oder vollständig aufgehoben werden ist für die Untersuchung enzymatischer Reaktionen wichtig, für die Untersuchung ihres Mechanismus jedoch nicht von besonderem Interesse. Viel wichtiger ist die Untersuchung der Hemmung durch Substanzen, die spezifisch und meist in geringen Mengen mit Enzymen interagieren – Enzyminhibitoren. Die Entschlüsselung der Mechanismen vieler biologischer Prozesse, wie der Glykolyse, des Krebszyklus und anderer, wurde erst durch den Einsatz spezifischer Inhibitoren verschiedener Enzyme möglich (N.E. Kucherenko, Yu.D. Babenyuk et al., 1988).

Einige Enzyminhibitoren sind wirksame Arzneimittel für den tierischen und menschlichen Körper, andere sind tödliche Gifte (V.P. Komov, V.N. Shvedova, 2004).

Inhibitoren interagieren mit den aktiven Zentren des Enzymmoleküls und inaktivieren die funktionellen Gruppen von Proteinen. Sie können mit Metallen interagieren, die Teil von Enzymmolekülen und Enzym-Substrat-Komplexen sind, und diese inaktivieren. Hohe Konzentrationen an Inhibitoren zerstören die Quartär-, Tertiär- und Sekundärstrukturen des Enzymmoleküls und führen zu dessen Denaturierung (A. I. Kononsky, 1992).

Kürzlich wurden Antienzyme (Antienzyme oder Antizyme) entdeckt, bei denen es sich um Proteine ​​handelt, die als Enzyminhibitoren wirken. Zu diesen Substanzen gehören beispielsweise der in Sojabohnen vorkommende Trypsininhibitor und das Serum-Antitrypsin. Das Antienzym Ornithin-Decarboxylase wurde kürzlich in tierischer Leber entdeckt. Antizyme bilden höchstwahrscheinlich schwer zu dissoziierende Komplexe mit den entsprechenden Enzymen und schließen sie so von chemischen Reaktionen aus. Manchmal ist der Inhibitor integraler Bestandteil eines Enzymvorläufers oder Teil komplexer Enzymkomplexe. Es ist jedoch noch nicht geklärt, ob es sich bei solchen Antienzymen um echte Inhibitoren oder regulatorische Untereinheiten handelt.

Verursacht ein Inhibitor dauerhafte Veränderungen in der räumlichen Tertiärstruktur des Enzymmoleküls oder eine Modifikation der funktionellen Gruppen des Enzyms, spricht man von einer irreversiblen Inhibition. Häufiger kommt es jedoch zu einer reversiblen Hemmung, die mithilfe der Michaelis-Menten-Gleichung quantifiziert werden kann. Die reversible Hemmung wiederum wird in kompetitive und nicht-kompetitive Hemmung unterteilt

In der Praxis weisen viele Inhibitoren nicht die Eigenschaften auf, die für eine rein kompetitive oder rein nichtkompetitive Hemmung charakteristisch sind. Eine andere Möglichkeit, Inhibitoren zu klassifizieren, basiert auf der Art ihrer Bindungsstelle. Einige von ihnen binden an der gleichen Stelle wie das Substrat (im katalytischen Zentrum) an das Enzym, während andere in beträchtlicher Entfernung vom aktiven Zentrum (im allosterischen Zentrum) binden (R. Murray, D. Grenner et al., 1993).

1.1 Reversible Hemmung

Es gibt drei Arten der reversiblen Enzymhemmung: kompetitiv, nichtkompetitiv und nichtkompetitiv, je nachdem, ob die Hemmung der enzymatischen Reaktion durch eine Erhöhung der Substratkonzentration überwunden werden kann oder nicht.

1.1.1 Wettbewerbshemmung

Ein kompetitiver Inhibitor konkurriert mit einem Substrat um die Bindung an das aktive Zentrum, aber im Gegensatz zu einem Substrat unterliegt ein enzymgebundener kompetitiver Inhibitor keiner enzymatischen Umwandlung. Das Tolle an der kompetitiven Hemmung ist, dass sie einfach durch eine Erhöhung der Substratkonzentration beseitigt oder reduziert werden kann. Wenn beispielsweise bei bestimmten Konzentrationen an Substrat und kompetitivem Inhibitor die Enzymaktivität um 50 % gehemmt wird, können wir den Grad der Hemmung durch Erhöhen der Substratkonzentration verringern.

Kompetitive Inhibitoren ähneln in ihrer dreidimensionalen Struktur meist dem Substrat eines bestimmten Enzyms. Dank dieser Ähnlichkeit gelingt es dem kompetitiven Inhibitor, das Enzym zu „täuschen“ und Kontakt mit ihm aufzunehmen. Konkurrenzhemmung kann auf der Grundlage der Michaelis-Menten-Theorie quantitativ untersucht werden. Der kompetitive Inhibitor I bindet einfach reversibel an Enzym E und bildet mit ihm einen Komplex

Eine kompetitive Hemmung lässt sich am einfachsten experimentell erkennen, indem man den Einfluss der Inhibitorkonzentration auf die Abhängigkeit der anfänglichen Reaktionsgeschwindigkeit von der Substratkonzentration bestimmt. Um die Frage zu klären, welche Art – kompetitive oder nicht-kompetitive – reversible Hemmung des Enzyms vorliegt, wird die Methode der doppelten Reziprokwerte verwendet. Aus Diagrammen, die in doppelten inversen Koordinaten erstellt wurden, ist es auch möglich, den Wert der Dissoziationskonstante des Enzym-Inhibitor-Komplexes zu bestimmen (siehe Abb. 1) (A. Leninger, 1985)

Eine kompetitive Hemmung kann durch Substanzen verursacht werden, deren Struktur der des Substrats ähnelt, sich jedoch geringfügig von der Struktur des echten Substrats unterscheidet. Diese Hemmung beruht auf der Bindung des Inhibitors an die substratbindende (aktive) Stelle (siehe Abb. 2).

Reis. 2. Allgemeines Prinzip der Wettbewerbshemmung (Schema nach V.L. Kretovich). E – Enzym; S – Substrat; P 1 und P 2 – Reaktionsprodukte; Ich - Inhibitor.

Ein Beispiel ist die Wirkung von Malonsäure auf eine durch Succinatdehydrogenase katalysierte Reaktion, die mit der Umwandlung von Bernsteinsäure in Fumarsäure verbunden ist. Die Zugabe von Malonsäure zur Reaktionsmischung reduziert oder stoppt die enzymatische Reaktion vollständig, da es sich um einen kompetitiven Inhibitor der Succinatdehydrogenase handelt. Die Ähnlichkeit von Malonsäure mit Bernsteinsäure reicht aus, um mit dem Enzym einen Komplex zu bilden, ein Abbau dieses Komplexes findet jedoch nicht statt. Wenn die Konzentration der Bernsteinsäure ansteigt, verdrängt sie Malonsäure aus dem Komplex, wodurch die Aktivität der Succinatdehydrogenase wiederhergestellt wird.

Reis. 3. Kompetitive Hemmung der Umwandlungsreaktion von Bernsteinsäure in Fumarsäure unter dem Einfluss von Malonsäure.

Die Strukturen von Substrat (Succinat) und Inhibitor (Malonat) sind noch etwas unterschiedlich. Daher konkurrieren sie um die Bindung an das aktive Zentrum, und der Grad der Hemmung wird durch das Verhältnis der Konzentrationen von Malonat und Succinat und nicht durch die absolute Konzentration des Inhibitors bestimmt. Somit kann der Inhibitor reversibel an das Enzym binden und einen Enzym-Inhibitor-Komplex bilden. Diese Art der Hemmung wird manchmal als Hemmung des metabolischen Antagonismus bezeichnet (siehe Abb. 3).

Im Allgemeinen kann die Reaktion zwischen einem Inhibitor und einem Enzym durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

Der resultierende Komplex, der als Enzym-Inhibitor-Komplex EI bezeichnet wird, zersetzt sich im Gegensatz zum Enzym-Substrat-Komplex ES nicht unter Bildung von Reaktionsprodukten.

Viele Medikamente hemmen kompetitiv menschliche und tierische Enzyme. Beispielsweise werden Sulfonamid-Medikamente zur Behandlung bestimmter durch Bakterien verursachter Infektionskrankheiten eingesetzt. Es stellte sich heraus, dass diese Medikamente strukturell der Para-Aminobenzoesäure ähneln, die die Bakterienzelle zur Synthese von Folsäure verwendet, die ein wesentlicher Bestandteil bakterieller Enzyme ist. Aufgrund dieser strukturellen Ähnlichkeit blockiert Sulfonamid die Wirkung des Enzyms, indem es para-Aminobenzoesäure aus dem Komplex mit dem Enzym, das Folsäure synthetisiert, verdrängt, was zu einer Hemmung des Bakterienwachstums führt.

Die Peptidoglycan-Struktur der Bakterienzellwand umfasst D-Alanin, das im Körper von Tieren und Menschen fehlt. Um die Zellwand zu synthetisieren, nutzen Bakterien das Enzym Alaninracemase, um tierisches L-Alanin in die D-Form umzuwandeln. Alaninracemase ist charakteristisch für Bakterien und kommt bei Säugetieren nicht vor. Daher stellt es ein gutes Ziel für die Arzneimittelhemmung dar. Der Ersatz eines der Protonen der Methylgruppe durch Fluor erzeugt Fluoralanin, an das Alaninracemase bindet, was zu seiner Hemmung führt.

Die Untersuchung der Hemmung der Enzymaktivität ist eine Möglichkeit, den Mechanismus ihrer Wirkung zu entschlüsseln. Ein Ansatz zur Lösung des letztgenannten Problems besteht darin, die Spezifität der Enzymwirkung zu untersuchen. Dies erfordert wiederum eine korrekte Messung der kinetischen Parameter in Gegenwart des untersuchten Substratanalogons. Betrachten wir Möglichkeiten zur Bestimmung Art der Beziehung Substrate, ihre Analoga und Inhibitoren der enzymatischen Aktivität durch Berechnung einer Reihe kinetischer Parameter.

Wenn außerdem die Dissoziationskonstante des Komplexes K s = K m gleich ist:

Inhibitoren Enzyme lassen sich in zwei Hauptgruppen einteilen: reversibel Und irreversibel. Nach Entfernung des Inhibitors vom ersten Typ wird die Enzymaktivität wiederhergestellt; im zweiten Fall kann der Inhibitor nicht entfernt werden oder die Enzymaktivität wird auch nach Entfernung des Inhibitors nicht wiederhergestellt. Die irreversible Hemmung ist dann maximal, wenn das gesamte Enzym an den Inhibitor gebunden ist. Die reversible Hemmung erreicht einen Gleichgewichtszustand, dessen Lage bestimmt wird durch Hemmungskonstante, charakterisiert die Affinität des Enzyms zum Inhibitor. Das reversible Hemmungsschema ist unten dargestellt:

Bei der kompetitiven Hemmung binden Substrat und Inhibitor an dasselbe aktive Zentrum des Enzyms. In Gegenwart eines Inhibitors nimmt die Affinität des Enzyms zum Substrat ab. Der Wert ändert sich nicht, da das Substrat bei einer „sättigenden“ Konzentration den Inhibitor aus dem Komplex mit dem Enzym verdrängt.

Bei nicht wettbewerbsbedingte Hemmung Das Substrat und der Inhibitor binden an unterschiedliche Stellen im Enzym. In diesem Fall ändert sich der Wert von K ha nicht und der Wert von V max nimmt ab.

Auch Zwischen- oder Alternativfälle sind möglich, beispielsweise wenn der Inhibitor nicht wie im vorliegenden Fall an das Enzym, sondern an den Enzym-Substrat-Komplex bindet nicht konkurrenzfähig Hemmung, bei der sich beide kinetischen Parameter ändern.

Um die Art der Hemmung zu bestimmen, wird üblicherweise ein Lineweaver-Burk-Diagramm verwendet, das für ein bestimmtes Substrat in Abwesenheit und Anwesenheit eines Inhibitors erstellt wird.

Wenn im Falle einer kompetitiven Hemmung der Wert von Kt in Gegenwart eines Inhibitors bestimmt wird, kann die Hemmungskonstante anhand der folgenden Formel berechnet werden:

Im Falle einer nichtkompetitiven Hemmung kann K durch Bestimmung des geänderten Werts von V mit der folgenden Formel berechnet werden:

Alle biochemischen Prozesse in einer Zelle sind miteinander verbunden und voneinander abhängig, einige von ihnen erfüllen jedoch in erster Linie die Funktion, Zellmaterial aufzubauen, und einige von ihnen stellen Energiequellen für diese „Bauarbeiten“ bereit. Daher ist es üblich, biochemische Prozesse in zwei Haupttypen zu unterteilen: Assimilation, angerufen Anabolismus, einschließlich der Synthese von Vorläufern mit niedrigem Molekulargewicht und der Konstruktion von Biopolymermolekülen daraus, und Dissimilation, angerufen Katabolismus, Es besteht darin, eine Energiequelle bereitzustellen, einen „Energieantrieb“, der den Anabolismus antreibt.

Betrachten wir die grundlegenden Mechanismen der Energieumwandlungsprozesse in der Zelle, d.h. Mechanismen katabolischer Prozesse.

Einfluss des pH-Werts auf die Enzymaktivität

Einfluss der Temperatur auf die Geschwindigkeit der enzymatischen Reaktion

KINETIK ENZYMATIVER REAKTIONEN

Enzymatische Reaktionen beschleunigen sich mit steigender Temperatur und ihre Kinetik steht im Einklang mit der Van't-Hoff-Regel. Für biologische Katalysatoren, also Proteine, gilt dieses Gesetz nur in einem genau definierten Temperaturbereich. Das Temperaturoptimum für die meisten menschlichen Enzyme liegt bei 37–38 °C. Wenn die Temperatur über 40 °C steigt, kommt es zur Denaturierung des Enzyms, begleitet von einer Änderung der Proteinkonformation.

Ein Temperaturabfall verlangsamt die Bewegung der Moleküle, die Wechselwirkung des Enzyms mit dem Substrat und daher erfolgt die Bildung des Reaktionsprodukts mit geringer Geschwindigkeit. Bei 0 °C bleibt die Aktivität der Enzyme schwach, aber beim Einfrieren der Zellen werden biochemische Reaktionen ausgesetzt. Nach dem Auftauen werden die enzymatischen Prozesse wieder aufgenommen.

Ionen (H+) beeinflussen die enzymatische Aktivität auf verschiedene Weise. Sie verändern den Ionisierungsgrad des Substrats, des Produkts und des Enzyms selbst. Von besonderer Bedeutung ist die Ionisierung der funktionellen Gruppen des aktiven Zentrums des Enzyms und des Enzym-Substrat-Komplexes, die die Reaktionsgeschwindigkeit bestimmen.

Beim optimalen pH-Wert für jedes Enzym ist die Konformation des aktiven Zentrums des Enzyms komplementär zum Substrat. Wenn sich der pH-Wert relativ zu den optimalen Werten ändert, ändert sich die Konformation des Enzyms und des aktiven Zentrums, die Komplementarität wird gestört und die Reaktionsgeschwindigkeit nimmt ab.

Inhibitoren– Dabei handelt es sich um natürliche oder synthetische Stoffe, die die Aktivität von Enzymen vollständig unterdrücken oder reduzieren. Die Aufklärung der Struktur der aktiven Zentren von Enzymen, der Mechanismen ihrer Wirkung, die Entschlüsselung vieler biochemischer Prozesse sowie das Verständnis der pharmakologischen Wirkung von Arzneimitteln wurden dank der Untersuchung von Enzyminhibitoren möglich. Diese Stoffe können unterschiedlicher chemischer Natur sein.

Sie interagieren mit dem Enzym im Bereich des aktiven Zentrums, verändern die Konformation des Enzyms, des aktiven Zentrums, und verringern seine Aktivität. Abhängig von der Stärke der Wechselwirkung zwischen Inhibitor und Enzym unterscheidet man reversible und irreversible Inhibitoren.

Reversible Inhibitoren – binden an das Enzym durch die Bildung schwacher nichtkovalenter Bindungen. Nach der Dissoziation des Inhibitors stellt das Enzym seine ursprüngliche Konformation und Aktivität wieder her. Es gibt zwei Arten reversibler Inhibitoren: kompetitive und nicht-kompetitive.

Reversible Wettbewerbshemmer sind strukturelle Analoga von Substraten. Sie binden an das aktive Zentrum des Enzyms, können aber nicht in ein Produkt umgewandelt werden. Reversible kompetitive Inhibitoren konkurrieren mit dem Substrat um das aktive Zentrum des Enzyms. Mit steigender Substratkonzentration verdrängt es den Inhibitor aus dem aktiven Zentrum des Enzyms. Beispielsweise konkurriert Malonsäure, die in ihrer Struktur der Bernsteinsäure sehr ähnlich ist, mit dieser um das aktive Zentrum des Enzyms Succinatdehydrogenase, das die Umwandlung von Succinat in Fumarat katalysiert. Substrat und Inhibitor (Malonat) interagieren mit denselben positiv geladenen Gruppen des katalytischen Zentrums des Enzyms, da beide Säuren bei physiologischen pH-Werten über zwei negativ geladene Carboxylgruppen verfügen.

Reversible nichtkompetitive Inhibitoren binden sich nicht im aktiven Zentrum, sondern an einer anderen Stelle an das Enzym, was zu einer Änderung der Konformation des Enzyms und seines aktiven Zentrums führt. Daher kann eine reversible nichtkompetitive Hemmung des Enzyms nicht durch eine Erhöhung der Substratkonzentration rückgängig gemacht werden. Ein nichtkompetitiver Inhibitor kann reversibel sowohl an das freie Enzym als auch an den Enzym-Substrat-Komplex binden.

Irreversible spezifische Inhibitoren kovalent binden oder zerstören die funktionelle Gruppe des Moleküls des aktiven Zentrums des Enzyms, die für die Manifestation seiner katalytischen Aktivität notwendig ist.

Ein Beispiel für eine solche Hemmung kann die Wirkung von Fluorphosphatderivaten sein. Diisopropylfluorphosphat bildet eine starke kovalente Bindung mit der OH-Gruppe von Serin im aktiven Zentrum des Enzyms Acetylcholinesterase. Acetylcholinesterase ist eine Serinhydrolase und katalysiert den Abbau von Acetylcholin zu Acetat und Cholin. Wenn Acetylcholinesterase an einen Inhibitor gebunden ist, hydrolysiert es Acetylcholin nicht, wodurch die Übertragung von Nervenimpulsen durch die Zellmembran blockiert wird.

Ein weiterer irreversibler spezifischer Inhibitor, Iodacetamid, kann mit den SH-Gruppen des Cysteinrests im aktiven Zentrum des Enzyms interagieren.

Unter optimalen Bedingungen hängt die Enzymaktivität ab von:

Menge an Substrat

Produktmenge

Menge an Enzym

Cofaktorkonzentration

Vorhandensein von Aktivatoren oder Inhibitoren

HEMMSTOFFE. Enzyme sind Katalysatoren mit kontrollierter Aktivität. Es kann mit verschiedenen Substanzen bekämpft werden. Die Wirkung des Enzyms kann durch bestimmte chemische Substanzen – INHIBITOREN – gehemmt werden. Aufgrund der Art ihrer Wirkung werden Inhibitoren in zwei große Gruppen eingeteilt:

1. Reversibel sind Verbindungen, die NICHT-KOVALENT mit dem Enzym interagieren und dadurch einen zur Dissoziation fähigen Komplex bilden.

2. Irreversibel – das sind Verbindungen, die bestimmte funktionelle Gruppen des aktiven Zentrums des Enzyms spezifisch binden können. Sie bilden damit starke KOVALENTE Bindungen, so dass ein solcher Komplex schwer zu zerstören ist.

ARTEN DER HEMMUNG. Je nach Wirkmechanismus werden folgende Arten der HEMMUNG unterschieden:

1. Wettbewerbshemmung- Hemmung der enzymatischen Reaktion, die durch die Wirkung von Inhibitoren verursacht wird, deren Struktur der Struktur von S sehr ähnlich ist, daher konkurrieren sowohl S als auch der Inhibitor um AC F. und diese Verbindung bindet daran. deren Konzentration in der Umwelt höher ist. E+S - ES-EP

Viele Medikamente wirken als Konkurrenzhemmer. Ein Beispiel ist die Verwendung von SULPHANIL (SA). Bei verschiedenen durch Bakterien verursachten Infektionskrankheiten werden SA-Medikamente eingesetzt. Die Einführung von SA führt zur HEMMUNG des bakteriellen Enzyms, das FOLIC-Säure synthetisiert. Eine Verletzung der Synthese dieser Säure führt zu einer Störung des Wachstums von Mikroorganismen und zu deren Tod.

2.NICHT-WETTBEWERBSHEMMUNG-Inhibitor und Substrat sind strukturell nicht ähnlich; der Inhibitor beeinflusst die Bildung des F-S-Komplexes nicht; Es entsteht ein ternärer ESI-Komplex.

Solche Inhibitoren beeinflussen die katalytische Umsetzung des Substrats. Sie können entweder direkt an die katalytischen Gruppen von AC P oder außerhalb von AC P binden. In jedem Fall beeinflussen sie jedoch die Konformation des aktiven Zentrums. CYANIDE wirken als nicht-kompetitiver Inhibitor. Sie binden durch CYTOCHROMOXIDASE fest an Eisenionen. Dieses Enzym ist einer der Bestandteile der Atmungskette. Eine Blockierung der Atmungskette führt zum sofortigen Tod im Körper. Die Aktion kann nur mit REAKTIVATOREN entfernt werden.

3.Substrathemmung- Dies ist die Hemmung einer enzymatischen Reaktion, die durch einen Substratüberschuss verursacht wird. In diesem Fall entsteht ein F-S-Komplex, der jedoch keine katalytischen Umwandlungen durchläuft, weil macht das Enzymmolekül inaktiv. Die Wirkung eines Substratinhibitors wird durch Verringerung der Substratkonzentration aufgehoben.

4.ALLOSTERISCHE HEMMUNG. ALLOSTERISCHE Enzyme können 2 oder mehr Protomereinheiten haben. In diesem Fall hat eines ein katalytisches Zentrum und wird als katalytisch bezeichnet, und das andere hat ein ALLOSTERISCHES Zentrum und wird als regulatorisch bezeichnet. In Abwesenheit eines allosterischen Inhibitors bindet das Substrat an die katalytische Stelle und die normale katalytische Reaktion läuft ab. Wenn ein ALLOSTERISCHER INHIBITOR auftritt, bindet er sich an die regulatorische Einheit und verändert die KONFORMATION des Enzymzentrums, wodurch die Aktivität des Enzyms abnimmt.

Das Konzept der Isoenzyme. Eigenschaften der Isoenzyme Laktatdehydrogenase (LDH) und Kreatinkinase (CK). Diagnostische Rolle von CK-Isoenzymen. Verwendung von Enzymen in der Medizin. Enzymdiagnostik und Enzymtherapie. Enzymopathologie, Beispiele.

Isoenzyme sind eine Gruppe von Enzymen, die die gleiche Reaktion katalysieren, sich jedoch in einigen physikalisch-chemischen Eigenschaften unterscheiden. Sie entstanden aufgrund genetischer Unterschiede in der Bildung der Primärstruktur des Enzymproteins. Isoenzyme haben eine strenge Organspezifität.

Die Bestimmung der ISOENZYM-Aktivität hat diagnostischen Wert.

LDH(Laktatdehydrogenase) verfügt über 5 Isoenzyme, von denen jedes ein Tetramer ist. Diese LDH-F-Typen unterscheiden sich in der Kombination von H- und M-Typ. In der Leber und den Muskeln überwiegen LDH-4 und LDH-3 und sind maximal aktiv. Im Myokard und Nierengewebe sind LDH-1 und LDH-2 maximal aktiv. Bei einer Leberpathologie steigt die Aktivität von LDH-4 und LDH-5 im Blutserum stark an.

KFC(KREATINPHOSPHOKINASE) – 0,16 – 0,3 mmol/l. Besteht aus 2 Einheiten: B (Gehirn), M (Muskeln). CPK-1 (BB, 0 %, ZNS) steigt bei tiefer schwerer Schädigung (Tumor, Trauma, Gehirnprellung). CPK-2 (MB, 3 %, Myokard) steigt bei Myokardinfarkt und Herzverletzung. CPK-3 (MM, 97 %, Muskelgewebe) steigt mit Myokardschädigung, Langzeitdrucksyndrom.

Enzymopathologie- untersucht Krankheiten, die mit Störungen der Phosphoraktivität im Körper oder deren völligem Fehlen verbunden sind. Zum Beispiel Phenylketonurie: Phenylalanin wird in verschiedene Produkte umgewandelt, jedoch nicht in Tyrosin – PhenylPVK, Phenyllactat. Dies führt zu einer Störung der körperlichen Leistungsfähigkeit. Ein weiteres Beispiel ist das Fehlen von Histidase. Dieses F. ist an der Umwandlung von Histidin beteiligt; sein Fehlen führt zur Anreicherung von Histidin im Blut und Urin, was sich negativ auf alle Stoffwechselvorgänge auswirkt und die geistige und körperliche Entwicklung gehemmt wird.

Enzymdiagnostik- Bestimmung der F.-Aktivität zu diagnostischen Zwecken. Dies basiert auf der Organspezifität von F. N-r. alkalische Phosphatase ist ein spezifisches F, das den Zustand des Knochengewebes charakterisiert. Seine Aktivität nimmt bei Rachitis und obstruktiver Gelbsucht zu. Bei verschiedenen zerstörerischen Prozessen wird die Integrität der Membranen der betroffenen Organe verletzt und F. ins Blut freigesetzt. NEIN. Herzinfarkt.

Enzymtherapie- Verwendung verschiedener F in der klinischen Praxis für medizinische Zwecke. Zum Beispiel für niedrigen Säuregehalt – Pepsin.