Pöörduva ja pöördumatu inhibeerimise peamine erinevus seisneb selles, et pöörduv inhibeerimine on ensüümi inhibeerimise tüüp, mille puhul on mittekovalentse seondumise tõttu võimalik inhibiitori dissotsiatsioon ensüümi-inhibiitori kompleksist. Teisest küljest on pöördumatu inhibeerimine ensüümi inhibeerimise tüüp, mille puhul inhibiitori dissotsiatsioon ensüümi-inhibiitori kompleksist ei ole kovalentse seondumise tõttu võimalik.
Ensüümid on valgud, mis toimivad meie kehas bioloogiliste katalüsaatoritena. Nad suurendavad reaktsioonide kiirust. Substraadid seonduvad ensüümide aktiivsete saitidega ja muunduvad produktideks. Ensüümid on aga substraatide jaoks spetsiifilised. Ensüümi toimet saab reguleerida või inhibeerida teatud inhibiitoritega. Ensüümi inhibeerimise protsesse on kahte tüüpi; nimelt on need pöörduvad ja pöördumatud pärssimised. Pöörduva inhibeerimise korral seondub inhibiitor ensüümiga mittekovalentselt, samas kui pöördumatu inhibeerimise korral seondub inhibiitor ensüümiga kas kovalentselt või mittekovalentselt. Need kaks protsessi erinevad üksteisest ja selle artikli eesmärk on üksikasjalikult arutada erinevust pöörduva ja pöördumatu pärssimise vahel.
Mis on pöörduv inhibeerimine?
Pöörduva inhibeerimise korral inaktiveerib inhibiitor ensüümi, seondudes sellega mittekovalentselt. Seega ei ole pöörduv inhibeerimine tugev interaktsioon ensüümi ja inhibiitori vahel. Seega saab substraadi kontsentratsiooni suurendamisega seda hõlpsasti ümber pöörata ja ensüümi on võimalik kergesti uuesti aktiveerida. Peale selle on pöörduvaid inhibeerimisprotsesse kaks peamist tüüpi; nimelt on need konkureerivad ja mittekonkureerivad pärssimised.
Konkureeriva inhibeerimise korral sarnaneb inhibiitor substraadiga ja konkureerib substraadiga ensüümi aktiivse saidi pärast. Kui inhibiitor hõivab aktiivse saidi, ei saa substraat ensüümiga seonduda ja reaktsiooni ei toimu. Kui aga substraadi kontsentratsioon on kõrge, saab konkureerivat inhibeerimist vältida.
Joonis 01: Pööratav inhibeerimine
Teis alt, mittekonkureeriva inhibeerimise korral ei sarnane inhibiitor substraadiga. Seega ei konkureeri see substraadiga aktiivse saidi sidumise pärast. See seondub ensüümi teises kohas (allosteerilises kohas) ja muudab ensüümi kolmemõõtmelist struktuuri. Kui ensüümi kolmemõõtmeline struktuur muutub, väheneb selle aktiivsus. Seetõttu toimub reaktsioon aeglasem alt või seda ei toimu.
Mis on pöördumatu pärssimine?
Pöördumatu inhibeerimine on teist tüüpi ensüümi inhibeerimine, mille puhul inhibiitor seondub ensüümiga tugeva kovalentse sideme kaudu ja pärsib ensüümi aktiivsust. Seetõttu on inhibiitorit ensüümist raske lahti siduda. Seetõttu ei ole reaktsiooni võimalik tagasi pöörata. Pöördumatud inhibiitorid sisaldavad sageli reaktiivseid funktsionaalrühmi. Seega võivad nad seostuda ensüümi aminohappeahelatega ja moodustada kovalentseid sidemeid.
Joonis 02: pöördumatu pärssimine
Lisaks on pöördumatud inhibiitorid spetsiifilised. Seetõttu ei seostu nad kõigi valkudega. Mõned pöördumatute inhibiitorite näited on penitsilliin, aspiriin, diisopropüülfluorofosfaat jne. Pöördumatuid inhibiitoreid on kolme tüüpi; nimelt on need rühmaspetsiifilised reaktiivid, substraadi analoogid ja enesetapuinhibiitorid.
Millised on pöörduva ja pöördumatu pärssimise sarnasused?
- Pöörduv ja pöördumatu inhibeerimine on kahte tüüpi ensüümi inhibeerimise teed.
- Mõlemal juhul seondub inhibiitor ensüümiga.
- Samuti võivad mõlemad muuta ensüümi katalüütilist aktiivsust.
Mis vahe on pöörduval ja pöördumatul pärssimisel?
Pöörduv inhibeerimine ja pöördumatu inhibeerimine on kahte tüüpi ensüümi inhibeerimise teed. Peamine erinevus pöörduva ja pöördumatu inhibeerimise vahel on see, et pöörduvat inhibeerimist on võimalik tagasi pöörata, samas kui pöördumatut pärssimist pole võimalik tagasi pöörata. Veelgi enam, pöörduva inhibeerimise korral seondub inhibiitor ensüümiga nõrga mittekovalentse interaktsiooni kaudu, samas kui pöördumatu inhibeerimise korral seondub inhibiitor ensüümiga tugeva kovalentse sideme kaudu. Seetõttu on ensüümi-inhibiitori kompleksi dissotsiatsioon pöörduva inhibeerimise korral kiire, samas kui ensüümi-inhibiitori kompleksi dissotsiatsioon on aeglane ja pöördumatu inhibeerimise korral raske. Seega on see veel üks erinevus pöörduva ja pöördumatu pärssimise vahel.
Pealegi, pöörduva inhibeerimise korral, kui inhibiitor eemaldatakse, hakkab ensüüm uuesti tööle, samas kui pöördumatu inhibeerimise korral ei hakka ensüüm uuesti tööle, kuigi inhibiitor lahkub ensüümist. Seega on see ka erinevus pöörduva ja pöördumatu pärssimise vahel. Samuti on olemas kaks peamist pöörduva inhibeerimise tüüpi, nimelt konkureeriv inhibeerimine ja mittekonkureeriv inhibeerimine, samas kui pöördumatut inhibeerimist on kolme tüüpi, nimelt rühmaspetsiifilised reagendid, substraadi analoogid ja suitsiidide inhibiitorid.
Allpool on infograafik pöörduva ja pöördumatu pärssimise erinevuse kohta.
Kokkuvõte – pöörduv vs pöördumatu pärssimine
Ensüümi inhibeerimine võib olla kas pöörduv või pöördumatu. Pöörduva ja pöördumatu pärssimise erinevuse kokkuvõtteks; pöörduva inhibeerimise korral seondub inhibiitor ensüümiga mittekovalentselt. Seega on inhibiitori ensüümist lahtiühendamine lihtne ja kiire. Teisest küljest seondub inhibiitor pöördumatu inhibeerimise korral ensüümiga kovalentselt. Seetõttu seondub inhibiitor tugev alt ensüümiga ning ensüümi-inhibiitori kompleksi dissotsiatsioon on aeglane ja raske. Seetõttu on see peamine erinevus pöörduva ja pöördumatu pärssimise vahel. Lisaks saab pöörduva inhibeerimise korral reaktsiooni tagasi pöörata ja ensüümi uuesti aktiveerida. Kuid pöördumatu inhibeerimise korral ei saa reaktsiooni tagasi pöörata ja ensüümi ei saa uuesti aktiveerida.
