¿A qué otros sitios se unen los inhibidores no competitivos aparte de los sitios alostéricos?

Aprendí inhibición competitiva e inhibición no competitiva.

Mi maestro me dijo que deberíamos decir que los inhibidores no competitivos se unen a algún lugar de la enzima además de los sitios activos.

Pensé que 'en algún lugar de la enzima aparte de los sitios activos' se refiere al sitio alostérico . Porque alostérico significa cambiar de forma y los inhibidores no competitivos cambian la estructura terciaria de las enzimas. Sin embargo, mi maestro dijo que esto está mal: los inhibidores no competitivos se unen a los sitios alostéricos, pero también se unen a otros sitios siempre que no se unan a los sitios activos.

Por lo tanto, me pregunto, aparte de los sitios alostéricos, ¿dónde más se pueden vincular los no competitivos? O, ¿está equivocado mi maestro?

Creo que tu maestro está más que un poco confundido. Un inhibidor competitivo, por ejemplo, puede unirse a un sitio alostérico (y no al sitio activo ): todo lo que se requiere es que la unión del inhibidor evite que el sustrato se una al sitio activo. Consulte la parte (e) de este diagrama, por ejemplo. Mis pensamientos sobre tales temas se registran aquí , y no los repetiré. Pero IH Segel es excelente en la inhibición de enz (reversible) (citado en la referencia anterior)
El hecho de que un inhibidor competitivo no tenga por qué parecerse en absoluto a la estructura del sustrato es una de las cosas que más impresionó a Monod.
@ user338907 ¡ esa es una respuesta! Muy bien hecho.

Respuestas (1)

Aquí hay un extracto útil de las notas de la conferencia Introducción a la biología molecular y celular en la Universidad de Columbia, impartidas por Lawrence Chasin y Deborah Mowshowitz (énfasis mío):

Re: inhibición no competitiva frente a inhibición alostérica: los inhibidores no competitivos se unen a un sitio distinto del sitio activo y hacen que la enzima sea ineficaz. Los inhibidores alostéricos hacen lo mismo. Entonces, ¿en qué se diferencian? Y, ¿de qué manera podemos aplicar la ecuación de Michaelis-Menton a nuestra comprensión de los inhibidores alostéricos? Por ejemplo, ¿podemos cuantificar lo que sucede con la presencia de un inhibidor alostérico o solo tenemos una comprensión cualitativa?

Estoy de acuerdo en que, a un nivel mecanicista simple, la inhibición no competitiva y la alostérica parecen lo mismo. Hay varias diferencias, sin embargo. La inhibición alostérica generalmente actúa cambiando la enzima entre dos estados alternativos, una forma activa y una forma inactiva. Por lo general, funciona al unirse a sitios en una subunidad especializada de una proteína mutimérica y, por lo tanto, se une a varios sitios. Cuanto más inhibidor se une, más se puede unir, y viceversa con el sustrato. Las cinéticas son, por lo tanto, complicadas, al ser cooperativas y no de Michaelis Menton, y están más allá del alcance de este curso. Así que una comprensión cualitativa es todo lo que se requiere aquí. La inhibición alostérica está diseñada en las proteínas y representa un proceso fisiológico importante.La inhibición no competitiva es más un cajón de sastre para la inhibición no fisiológica que no compite con el sustrato por la unión del sustrato a la enzima. En eso, se define (y se nombra) desde un punto de vista negativo. Como se describe en sus textos, un inhibidor no competitivo puede unirse a un sitio que no es sustrato en una proteína y distorsionarlo hasta el punto de no funcionar, y agregar más sustrato no aliviará esta inhibición. O, como en el ejemplo que usé en la conferencia, puede simplemente bloquear un sitio catalítico sin interferir con la unión del sustrato, un ejemplo que es más distinto de la inhibición alostérica.

Además, tenga en cuenta que un inhibidor alostérico puede mostrar una cinética alternativa en referencia a la unión al sustrato, como se describe en esta guía NIH :

Un inhibidor alostérico disminuye la actividad al unirse a un sitio alostérico, además del sitio activo en el objetivo. Esta interacción se caracteriza por un cambio conformacional en la enzima objetivo que se requiere para la inhibición. Estos cambios conformacionales pueden afectar la formación del complejo de sitio activo enzima-sustrato habitual, la estabilización del estado de transición o reducir la capacidad para reducir la energía de activación de la catálisis. La figura 1e y la figura 2a son ejemplos clásicos de inhibición alostérica. Como tal, un inhibidor alostérico puede mostrar un fenotipo competitivo, no competitivo o no competitivo con respecto a la unión al sustrato.

(+1) Creo que la primera parte de su respuesta y la última parte usan dos definiciones muy diferentes de 'inhibición no competitiva'. El sitio del NIH (con el que estoy de acuerdo) distingue entre inhibición competitiva, no competitiva y no competitiva. C y Mowshowitz parecen no darse cuenta de la inhibición no competitiva y usan el término "no competitivo" de una manera arcaica para cubrir todo lo que no es competitivo. Pero incluso trabajando dentro de la definición (correcta) de NIH, hay un problema: lo que Cleland y su escuela llaman "no competitivo", los cinéticos europeos tienden a llamar "inhibición mixta".
Para Cleland, consulte Mecanismo y cinética de enzimas
Odio parecer ingenuo, pero siempre pensé que el sitio activo de una enzima abarcaba tanto el sitio de unión al sustrato como los residuos catalíticos. Entonces, si un agente inhibe una enzima modificando químicamente de manera irreversible un residuo catalítico, parecería que no es competitivo y actúa en el sitio activo. Por supuesto, es una estupidez grosera enseñar estas cosas sobre los inhibidores a los niños en edad escolar (ya la mayoría de los estudiantes universitarios) cuando el énfasis debería ser enseñarles lo que sabemos sobre la catálisis y su regulación. Prefiero hablar de venenos y reguladores.
@David no podría estar más de acuerdo. Poner límites semánticos duros alrededor de los conceptos científicos a menudo conduce a la confusión cuando los estudiantes (inevitablemente) encuentran excepciones a las definiciones. Una pregunta arquetípica en este sitio parece ser "Mi profesor dijo que X es el caso, pero mi libro de texto argumenta Y. ¿Qué es verdad?"
@ user338907 parece que has pensado en esto más que yo. De hecho, este es un concepto que siempre me ha parecido un poco confuso. Mi comprensión personal de la regulación alostérica siempre ha sido que los factores alostéricos tienden a ser reguladores producidos endógenamente con sitios de actividad concomitantes, mientras que los reguladores "no competitivos" pueden ser factores exógenos o venenos. Aunque mi entendimiento ciertamente tiene sus fallas
@David Creo que los términos 'competitivo, no competitivo y no competitivo se refieren a inhibidores reversibles . Pero, por supuesto, un inhibidor irreversible puede dar lugar a un gráfico de Lineweaver-Burk que parece "estrictamente" no competitivo (un gráfico como este ) porque matar irreversiblemente el enz podría dar lugar a un gráfico LB donde tanto la pendiente como y- el intercepto se cambia en la misma medida (es decir, no hay cambio aparente en Km), por las razones que usted da. ¡Los cinéticos (solían) deleitarse en señalar esto!
Para tratar de "desatar" la confusión de inhibidores mixtos/no competitivos. ( Todo lo siguiente se refiere a la inhibición reversible). Analicemos los tipos de inhibición por los patrones producidos en las gráficas de Lineweaver-Burk (1/v frente a 1/s): (i) Un inhibidor competitivo afecta la pendiente pero no el intercepto en y (sin efecto en Vmax) (ii) Un el inhibidor acompetitivo afecta la intersección y pero no la pendiente. Hasta ahora, todo bien ...
(iii) Los europeos se refieren a la situación en la que tanto la pendiente como la intersección cambian en diferentes grados como inhibición 'mixta' (reversible) y el caso 'especial' en el que tanto la pendiente como la intersección en y cambian en la misma medida que ' inhibición no competitiva. Los gráficos LB se intersecarán en el eje x (ver aquí , por ejemplo). (iv) Pero Cleland se refiere a todos los casos en los que tanto la intersección como la pendiente se modifican como inhibición 'no competitiva' y el caso en el que ambas se modifican en la misma medida simplemente como un caso especial)