La inhibición mixta es un tipo de inhibición enzimática en la que el inhibidor puede unirse a la enzima tanto si la enzima ya se ha unido al sustrato como si no, pero tiene una mayor afinidad por un estado u otro. [1] Se llama "mixto" porque puede verse como una "mezcla" conceptual de inhibición competitiva , en la que el inhibidor solo puede unirse a la enzima si el sustrato aún no se ha unido, e inhibición no competitiva , en la que el inhibidor puede sólo se une a la enzima si el sustrato ya se ha unido. Si la capacidad del inhibidor para unirse a la enzima es exactamente la mismaya sea que la enzima se haya unido o no al sustrato, se conoce como inhibidor no competitivo . [1] [2] La inhibición no competitiva a veces se considera un caso especial de inhibición mixta.
En la inhibición mixta, el inhibidor se une a un sitio alostérico, es decir, un sitio diferente del sitio activo donde se une el sustrato . Sin embargo, no todos los inhibidores que se unen en sitios alostéricos son inhibidores mixtos. [1]
La inhibición mixta puede resultar en:
- Una disminución en la afinidad aparente de la enzima por el sustrato (el valor de Km parece aumentar; ) - visto en los casos en que el inhibidor favorece la unión a la enzima libre. Imita más de cerca la unión competitiva .
- Un aumento en la afinidad aparente de la enzima por el sustrato (el valor de Km parece disminuir; ) - visto en los casos en que el inhibidor favorece la unión al complejo enzima-sustrato. Imita más de cerca la unión no competitiva .
En cualquier caso, la inhibición disminuye la velocidad máxima aparente de reacción enzimática (). [3]
Matemáticamente , la inhibición mixta ocurre cuando los factores α y α '(introducidos en la ecuación de Michaelis-Menten para dar cuenta de la inhibición competitiva y no competitiva, respectivamente) son ambos mayores que 1.
En el caso especial donde α = α ', se produce una inhibición no competitiva , en cuyo caso se reduce pero no se ve afectado. Esto es muy inusual en la práctica. [3]
Ejemplos biologicos
En la gluconeogénesis , la enzima cPEPCK ( fosfoenolpiruvato carboxiquinasa cistólica ) es responsable de convertir el oxalacetato en ácido fosfoenolpirúvico o PEP, cuando está presente el trifosfato de guanosina , GTP. Este paso es exclusivo de la gluconeogénesis, que se produce en condiciones de ayuno debido al agotamiento de la glucosa del cuerpo. Se sabe que la cPEPCK está regulada por la genisteína , una isoflavona que se encuentra naturalmente en varias plantas. [4] Se demostró por primera vez que la genisteína inhibe la actividad de cPEPCK. En un estudio, la presencia de esta isoflavona resultó en una disminución en el nivel de azúcar en sangre. Un nivel de azúcar en sangre bajo significa que hay menos glucosa en la sangre. Si esto ocurre en un sujeto que está en ayunas, es porque se inhibió la gluconeogénesis, evitando una mayor producción de glucosa. La capacidad de la genisteína para reducir el nivel de azúcar en sangre de una persona permite que se la denomine una propiedad antidiabética. [4] El mecanismo por el cual la genisteína inhibe la enzima cPEPCK se evaluó más a fondo. Primero, se colocó cPEPCK en presencia de ácido 3-mercaptopropiónico , o 3-MPA, un inhibidor conocido de la enzima. Se comparó con los resultados de colocar cPEPCK en presencia de genisteína, lo que reveló que el mecanismo de inhibición mixta se utilizó para disminuir la actividad de cPEPCK. [4] cPEPCK experimenta múltiples configuraciones cuando cataliza la formación de PEP. Puede estar libre, ligado al PIB o ligado al GTP. Se llevó a cabo un experimento que estudió la afinidad por la genisteína en estas diferentes configuraciones. Reveló que geinstein favorece la unión a cPEPCK con un GTP unido que luego a la enzima con un GDP unido, que resultó ser menos estable. [4] Esto se debió a que la cPEPCK unida a GTP reveló un sitio de unión extendido para la genisteína. [4] Este es el mismo sitio de unión que el sustrato deseado de la enzima, el oxaloacetato, mientras que las otras configuraciones no lo hicieron en presencia de genisteína. [4] Esto proporcionó evidencia de que el mecanismo de inhibición de cPEPCK por genisteína era una mezcla de inhibición competitiva y no competitiva.
Una calicreína es un tipo de serina proteasa , que escinde enlaces peptídicos después de ciertos aminoácidos en una proteína. Estas 15 calicreínas, KLK1 a KLK15 , se encuentran en tejidos humanos. La capacidad de esta molécula para escindir proteínas da como resultado la activación efectiva de los receptores de la superficie celular, lo que los convierte en elementos cruciales de muchas vías de transducción de señales biológicas y su amplificación a través de cascadas. Esta familia de serina proteasas es a menudo un biomarcador de enfermedades y, por lo tanto, se ha convertido en un objetivo de inhibición. [5] La inhibición de estas calicreínas da como resultado una posible terapia para enfermedades como el cáncer metastásico o la enfermedad de Alzheimer. [5] Fukugetin, o (+) - morelloflavone , es un tipo de planta biflavonoide aislado de Garcinia brasiliensis . [5] Después de aislar fukugetin, se colocó con KLK1, KLK2 , KLK3 , KLK4 , KLK5 , KLK6 y KLK7 en concentraciones variables. [5] Esto permitió el análisis de la cinética enzimática mediante la derivación de los parámetros Km y Vmax. A través del modelo de cinética de Michaelis-Menten , el diagrama de Eadie-Hofstee se representó gráficamente. [5] Confirmó que la fukugetin actúa como un inhibidor mixto al exhibir afinidades variables pero presentes por la enzima sola y el complejo enzima-sustrato. Analizando mediante cinética, fukugetin disminuyó la Vmax mientras que aumentó la Km para estos KLK. [5] Normalmente, en la inhibición competitiva , Vmax permanece igual mientras que Km aumenta, y en la inhibición no competitiva , Vmax disminuye mientras que Km permanece igual. El cambio en ambas variables es otro hallazgo consistente con los efectos de un inhibidor mixto.
Referencias
- ^ a b c "Tipos de inhibición" . Archivado desde el original el 8 de septiembre de 2011 . Consultado el 2 de abril de 2012 .
- ^ "Inhibición de enzimas" . Universidad de London South Bank. Archivado desde el original el 19 de marzo de 2012 . Consultado el 2 de abril de 2012 .
- ^ a b Piso, Kenneth B. (2004). Metabolismo funcional: regulación y adaptación . Wiley-IEEE. pag. 12. ISBN 978-0-471-41090-4.
- ^ a b c d e f Katiyar, Shashank Prakash (2015). "CPEPCK de inhibición mixta por Geinstein, utilizando un sitio de unión extendido situado junto a su hendidura catalítica" . PLOS ONE . 10 (11): e0141987. doi : 10.1371 / journal.pone.0141987 . PMC 4631375 . PMID 26528723 - a través de NCBI.
- ^ a b c d e f Santos, Jorge AN (2016). "La flavona natural fukugetin como inhibidor de tipo mixto para calicreínas de tejidos humanos". Cartas de Química Bioorgánica y Medicinal . 26 (5): 1485–9. doi : 10.1016 / j.bmcl.2016.01.039 . PMID 26848109 .