Mecanismos de inhibicion

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Muchísimas reacciones en la naturaleza, enzimáticamente catalizadas, son inhibidas. La mayoría de 
agentes patógenos actúan mediante mecanismos de inhibición, impidiendo que las reacciones en los 
organismos se den normalmente. Los medicamentos, por su parte, también actúan con mecanismos 
de inhibición, impidiendo que las reacciones de los agentes patógenos se lleven a cabo. 
La inhibición es la acción de un agente inhibidor sobre una reacción enzimáticamente catalizada, 
evitando que se produzca. Ésta ha permitido conocer los mecanismos de reacción de muchos 
procesos químicos. 
Inhibidor es una sustancia química de cualquier origen que impide que se realice la reacción 
enzimática. 
Dependiendo de cómo actúe el agente inhibidor, se tiene dos tipos de inhibiciones: 
• Inhibición Irreversible 
La unión del inhibidor a la enzima se da por enlaces covalentes que, dependiendo de dónde se 
pegue, hacen que ya no actúe la enzima. 
• Inhibición Reversible 
No se tiene uniones covalentes, lo que significa que eventualmente el inhibidor deja de actuar 
sobre la enzima. 
Ésta a su vez presenta tres tipos de inhibición: 
o Inhibición Competitiva 
Se por la presencia o acción de un inhibidor competitivo. Inhibidor competitivo es una 
sustancia que presenta una estructura química muy parecida a la del sustrato. 
E + S ⇋ ES → E + P 
+ 
I 
↓ 𝑘𝐼 
EI 
Entonces el inhibidor competitivo se pelea con el sustrato por el sitio activo, y cuando 
gana, calza perfectamente pero no reacciona. 
Si la reacción enzimática sin sustrato presentaba el siguiente mecanismo: 
𝑣0 =
𝑣𝑚𝑎𝑥[𝑆]
𝑘𝑀 + [𝑆]
 
La expresión matemática para la reacción inhibida, cuando el agente inhibidor es 
competitivo, es: 
𝒗𝟎 =
𝒗𝒎𝒂𝒙[𝑺]
𝜶𝒌𝑴 + [𝑺]
 
1
𝑣0
=
𝜶𝑘𝑀 + [𝑆]
𝑣𝑚𝑎𝑥[𝑆]
 
1
𝑣0
=
𝜶𝑘𝑀
𝑣𝑚𝑎𝑥
(
1
[𝑆]
) +
1
𝑣𝑚𝑎𝑥
 
Donde 𝛼 es un factor asociado a la constante del inhibidor 𝑘𝐼 , que afecta a 𝑘𝑀. Por lo 
tanto, el valor de la velocidad máxima se va a mantener, pero el valor 𝑘𝑀 (dado por la 
pendiente de la recta, que es la que cambia) aumenta: 
 
Así, para un sustrato con inhibidor competitivo se puede alcanzar la misma velocidad 
máxima, pero con una concentración mayor de sustrato, lo cual es lógico ya que sólo si 
se aumenta la concentración del sustrato se le puede ganar al inhibidor. El hecho de 
tener un inhibidor competitivo altera el valor de 𝑘𝑀. 
Un ejemplo con el que se puede entender esta situación es las intoxicaciones con 
metanol. El organismo tiene una enzima que reacciona con el etanol y forma productos 
que son asimilados por el cuerpo. Pero la presencia de metanol hace que éste ocupe el 
sitio activo que le corresponde al etanol. Por eso, para resolver intoxicaciones con 
−
1
𝑘𝑀
 
1
𝑣𝑚𝑎𝑥
 
𝟏
[𝑺]
 
Reacción sin 
inhibidor 
Reacción con 
inhibidor 
−
𝟏
𝒌𝑴
 
𝑣𝑚𝑎𝑥 → se mantiene 
𝑘𝑀 → aumenta 
𝟏
𝒗𝟎
 
metanol se debe aumentar la concentración de este alcohol, con vodka por ejemplo, 
para así disminuir el efecto del inhibidor, aunque dicho efecto no se pueda eliminar por 
completo. 
Este el único caso en el que es sencillo controlar al inhibidor, aumentando la 
concentración del sustrato. 
Este es único caso en el que la velocidad máxima se mantiene constante, mientras que 
con los otros tipos de inhibición la velocidad máxima disminuye. Pero nunca jamás la 
velocidad máxima de una reacción inhibida es mayor que la velocidad máxima de la 
reacción sin inhibidor. 
o Inhibición Acompetitiva / Incompetitiva 
El inhibidor actúa sobre el complejo enzima – sustrato, formando un complejo enzima – 
inhibidor. 
E + S ⇋ ES → E + P 
 + 
 I 
 ↓ 𝑘𝐼
′ 
 ESI 
Donde 𝐸𝑆𝐼 es el complejo enzima – sustrato inhibidor. 
Este tipo de reacción inhibida es más difícil de controlar, ya que también se ve afectada 
la velocidad máxima. 
 
−
𝟏
𝒌𝑴
 
𝟏
𝒗𝒎𝒂𝒙
 
𝟏
[𝑺]
 
Reacción con 
inhibidor 
Reacción sin 
inhibidor 
−
1
𝑘𝑀
 
𝑣𝑚𝑎𝑥 → disminuye 
𝑘𝑀 → disminuye 
𝟏
𝒗𝟎
 
1
𝑣𝑚𝑎𝑥
 
Entonces, la contante de Michaelis y Menten disminuye, la velocidad máxima disminuye, 
pero la pendiente no cambia. Así, se tiene una familia de rectas. 
Si disminuyen las constantes cinéticas, parecería que mejora la reacción (ya que 𝑘𝑀 
disminuye, es decir, la encima es más afín con el sustrato), pero no es así por la presencia 
del complejo enzima – sustrato inhibidor. 
o Inhibición No Competitiva 
Es un tipo de inhibición que incluye a la competitiva y a la acompetitiva, es decir, el 
inhibidor compite con el sustrato y puede actuar sobre el complejo enzima – sustrato. 
E + S ⇋ ES → E + P 
+ + 
I I 
↓ 𝑘𝐼 ↓ 𝑘𝐼
′ 
EI ⇋ ESI 
El efecto del sistema dependerá de las constantes del inhibidor en cada caso. 
Sea: 
∝ → 𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑘𝐼
∝′ → 𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑘𝐼
′ 
Por lo tanto, se pueden presentar dos casos: 
1. Si ∝ = ∝′: El inhibidor actúa de igual forma en las dos partes de la reacción. A este 
tipo de inhibición no competitiva se la conoce como inhibición no competitiva pura. 
 
2. Si ∝ > ∝′: La competencia con el sustrato (𝑘𝐼) predomina sobre la acción del 
inhibidor en el complejo enzima – sustrato (𝑘𝐼
′). A este tipo de inhibición no 
competitiva se la conoce como inhibición no competitiva mixta. 
 
3. Si ∝ < ∝′: Predomina la formación del complejo enzima – sustrato inhibidor (𝑘𝐼
′) 
frente a la competencia con el sustrato (𝑘𝐼). A este tipo de inhibición no competitiva 
también se la conoce como inhibición no competitiva mixta. 
−
𝟏
𝒌𝑴
 
𝟏
𝒗𝒎𝒂𝒙
 
𝟏
[𝑺]
 
Reacción con 
inhibidor 
Reacción sin 
inhibidor 
−
1
𝑘𝑀
 
𝟏
𝒗𝟎
 
1
𝑣𝑚𝑎𝑥
 
∝ = ∝′ 
𝑣𝑚𝑎𝑥 → disminuye 
𝑘𝑀 → se mantiene 
−
𝟏
𝒌𝑴
 
𝟏
𝒗𝒎𝒂𝒙
 
𝟏
[𝑺]
 
Reacción con 
inhibidor 
Reacción sin 
inhibidor 
𝟏
𝒗𝟎
 
1
𝑣𝑚𝑎𝑥
 
∝ > ∝′ 
𝑣𝑚𝑎𝑥 → disminuye 
𝑘𝑀 → aumenta 
−
1
𝑘𝑀
 
 
Si bien la constante de Michaelis y Menten disminuye y la velocidad máxima también lo 
hace, la pendiente no se mantiene constante como en el caso de la inhibición 
acompetitiva. 
Por lo tanto, los inhibidores alteran el valor de las contantes cinéticas, razón por la cual se va a tener 
un modelo matemático diferentes al correspondiente a la reacción sin inhibidor. 
Para saber qué tipo de inhibición está actuando sobre el sistema, se debe tener el valor de las 
constantes cinéticas de la reacción sin inhibidor y compararlas con la reacción en la que participa la 
enzima y el inhibidor. Este procedimiento es válido también para comprobar si existe o no inhibidor. 
Recordar que en las reacciones con inhibidor están actuando dos reactantes: el sustrato y el inhibidor, 
con una misma enzima. 
Aumentar la concentración del sustrato no garantiza que va a mejorar el rendimiento de la reacción, 
pues también se favorecen las reacciones no competitivas. Solamente en la inhibición competitiva se 
disminuye el efecto del agente inhibidor con el aumento de la cantidad de sustrato. Quitar el 
inhibidor, por otro lado, no es posible. 
 
−
1
𝑘𝑀
 
𝟏
𝒗𝒎𝒂𝒙
 
𝟏
[𝑺]
 
Reacción con 
inhibidor 
Reacción sin 
inhibidor 
𝟏
𝒗𝟎
 
1
𝑣𝑚𝑎𝑥
 
∝ < ∝′ 
𝑣𝑚𝑎𝑥 → disminuye 
𝑘𝑀 → disminuye 
−
𝟏
𝒌𝑴