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Inhibición mixta/no competitiva

Un inhibidor mixto interactúa con la enzima sola y con el complejo enzima-sustrato. La ecuación de dobles recíprocos para las inhibiciones mixtas es la siguiente:

1/V0 = α’/Vmáx + Km•α/Vmáx • 1/[S]

en la que α = 1+[I]/KI y α’ = 1+[I]/K’I

En el caso de la inhibición mixta, las gráficas de Lineweaver-Burk muestran pendientes distintas e intersecciones en y distintas cuando hay diferentes concentraciones de inhibidor. En este caso, para calcular los parámetros, hay que preparar dos gráficas nuevas. En primer lugar, hay que trazar las intersecciones con respecto a las concentraciones de inhibidor; esto hace que se pueda obtener la K’I y la Vmáx, como se describe en la inhibición acompetitiva. En segundo lugar, hay que trazar las pendientes con respecto a las concentraciones de inhibidor; a partir de esto, se puede averiguar la KI. La pendiente de esta gráfica es Km / Vmáx, de modo que, multiplicando esta pendiente por la Vmáx que hemos obtenido, sacaremos la Km.

A la izquierda, tenemos una gráfica de Lineweaver-Burk con 1 dividido entre V en el eje y, y 1 dividido entre la concentración de sustrato en el eje x. La gráfica muestra la inhibición mixta como tres líneas diferentes en color verde, azul y rojo. Estas líneas representan diferentes gráficas con distintas concentraciones de inhibidor, y todas las líneas tienen diferentes pendientes y diferentes intersecciones en y. La línea verde se cruza con el eje y en un valor mayor que las otras dos líneas. La línea azul se cruza con el eje y en un valor menor que la línea verde; sin embargo, su intersección con el eje y es mayor que la de la línea roja, que es la que tiene la intersección en y con el valor más bajo. A la derecha tenemos otra gráfica, que muestra las intersecciones en y de cada regresión lineal con respecto a la concentración de inhibidor. La gráfica muestra que, a medida que aumenta la concentración de inhibidor, también lo hace la intersección en y de la línea de regresión lineal.

Figura 1: a) Gráfica de Lineweaver-Burk que muestra inhibición mixta. b) Intersecciones en y de cada regresión lineal con respecto a la concentración de inhibidor.

Inhibición no competitiva

En el caso especial de la inhibición mixta en la que α = α', es decir, KI = K'I, tenemos lo que se llama inhibición no competitiva. Es este caso especial, el inhibidor interactúa de manera favorable con el complejo enzima-sustrato, al igual que lo hace con la enzima sola. Al representar los datos cinéticos en una gráfica Lineweaver-Burk, una intersección común en x muestra que el competidor es no competitivo [1, 2].

Así pues, la ecuación de dobles recíprocos para la inhibición no competitiva es la siguiente:

1/V0 = α/Vmáx + Km•α/Vmáx • 1/[S]

en la que α = 1+[I]/KI

Al representar en una gráfica los datos cinéticos usando un inhibidor no competitivo, la Km aparente sigue siendo la misma que la Kmreal, y se puede calcular a partir de una gráfica de Lineweaver-Burk, dividiendo la pendiente entre la intersección en y [1]. Para calcular la Vmáx y la KI, las intersecciones en y de las diferentes líneas obtenidas a partir de la regresión lineal de las gráficas de Lineweaver-Burk con diferentes concentraciones de inhibidor tienen que representarse con respecto a la concentración de inhibidor. Al representarlas mediante regresión lineal, la Vmáx y la KI se pueden calcular a partir de esta gráfica del mismo modo que en el caso de la inhibición acompetitiva: la Vmáx se calcula llevando el recíproco a la intersección en y de esa línea, y la KI se calcula dividiendo la intersección en y entre la pendiente.

Pasos para calcular los parámetros cinéticos al usar un inhibidor no competitivo

  • Prepara las gráficas de Lineweaver-Burk
  • Calcula la Km dividiendo la pendiente de cualquiera de esas líneas entre la intersección en y correspondiente (la Km obtenida no debería depender de la línea que se usa).
  • Traza las intersecciones en y de cada una de estas representaciones como una función de la concentración del inhibidor.
  • Para calcular la Vmáx, coge el recíproco de la intersección en y de esta gráfica.
  • Para calcular la KI, divide la intersección en y de esta gráfica entre la pendiente.

Referencias

  1. Lehninger, Albert L.; Nelson, David L.; Cox, Michael M. (2008). Principles of Biochemistry (5th ed.). New York, NY: W.H. Freeman and Company. ISBN 978-0-7167-7108-1.

  2. Atkins, Peter W.; de Paula, Julio; Friedman, Ronald (2009). Quanta, Matter, and Change: A molecular approach to physical chemistry. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-920606-3.

Inhibición acompetitiva

Resumen de la teoría

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