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Inhibición acompetitiva

Un inhibidor acompetitivo interactúa con el complejo enzima-sustrato, pero no con la enzima sola. En el caso de la inhibición acompetitiva, la ecuación de dobles recíprocos es la siguiente:

1/V0 = α’/Vmáx + Km/Vmáx • 1/[S]

en la que α’ = 1+[I]/K’I

Esta ecuación muestra que una gráfica de dobles recíprocos de datos de cinética enzimática con concentraciones distintas de un inhibidor acompetitivo debería dar una línea recta con diferentes intersecciones en y, pero con las mismas pendientes (figura 1). En los ensayos de cinética enzimática con un inhibidor acompetitivo, las Km y Vmáx aparentes cambiarán cuando las concentraciones de inhibidor aumenten [1].

A la izquierda, vemos 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 acompetitiva como tres líneas diferentes de color verde, azul y rojo. Estas líneas representan diferentes gráficas con diferentes concentraciones de inhibidor acompetitivo, y las líneas tienen las mismas pendientes. Sin embargo, las tres líneas se cruzan con el eje y en puntos distintos. La línea azul se cruza con el eje y en un valor más bajo que la línea verde; no obstante, se cruza con y en un valor superior a la línea roja, que es la que se cruza con y en el valor más bajo. A la derecha hay otra gráfica, que muestra la intersección en y de cada regresión lineal con respecto a la concentración de inhibidor. La gráfica muestra que, a medida que aumenta la concentración del inhibidor, también lo hace la intersección en y de la línea de regresión lineal.

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

Cómo calcular K’I, Km y Vmáx

Cuando trabajamos con un inhibidor acompetitivo, no se pueden calcular los parámetros a partir de las gráficas de Lineweaver-Burk iniciales. Para calcular los diferentes parámetros, las intersecciones en y de estas gráficas tienen que representarse con respecto a la concentración de inhibidor:

Intersección en yacompetitivo = α’/Vmáx = 1/Vmáx + 1/Vmáx • 1/KI • [I]

Por lo tanto, esta gráfica debería dar una línea recta con intersección 1/máx y pendiente 1/(Vmáx • KI ). Así, la KI se puede calcular dividiendo la pendiente de esta línea recta entre la intersección. La Vmáx también se puede calcular a partir de esta representación, llevando el recíproco a la intersección en y. Como las gráficas de Lineweaver-Burk iniciales tenían las mismas pendientes, Km/Vmáx, la Km ahora se puede calcular multiplicando estas pendientes por la Vmáx obtenida a partir de la gráfica de intersecciones en y con respecto a las concentraciones de inhibidor.

Pasos para calcular los parámetros cinéticos al usar un inhibidor acompetitivo

  • Prepara las gráficas de Lineweaver-Burk de los datos cinéticos y representa los datos usando regresión lineal (una representación por concentración de inhibidor).

  • Traza las intersecciones en y de cada representación como una función de la concentración de inhibidor.

  • Para calcular la Vmáx, coge el recíproco de la intersección en y de esa gráfica.

  • Para calcular KI, divide la intersección en y de esta gráfica entre la pendiente.

  • Para calcular Km, vuelve a las primeras gráficas de Lineweaver-Burk, coge la pendiente de una de esas gráficas (la pendiente debería ser la misma, o muy parecida, en todas las gráficas) y multiplícala por la Vmáx.

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.

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Resumen de la teoría

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Inhibición mixta/no competitiva