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Inibizione mista

Un inibitore misto interagisce con il solo enzima e con il complesso enzima-substrato. L'equazione a doppia reciprocità per l'inibizione mista è la seguente:

1/V0 = α’/Vmax + km•α/Vmax • 1/[S]

dove α = 1+[I]/kI e α’ = 1+[I]/k’I

Per l'inibizione mista, i grafici Lineweaver-Burk mostrano sia diverse pendenze che diverse intercette y a diverse concentrazioni di inibitore. Per calcolare i parametri, in questo caso, devono essere preparati 2 nuovi grafici: in primo luogo, traccia le intercette in funzione delle concentrazioni dell'inibitore; questo permette di ottenere K'I e Vmax, come descritto nell'inibizione non competitiva. In secondo luogo, traccia le pendenze in rapporto alle concentrazioni dell'inibitore; così si trova KI . La pendenza di questo grafico è km / Vmax, quindi moltiplicando questa pendenza con la Vmax già ottenuta si ottiene Km.

A sinistra, un grafico Lineweaver-Burk con 1 diviso per V sull'asse y e 1 diviso per la concentrazione del substrato sull'asse x. Il grafico mostra l'inibizione mista come tre linee diverse di colore verde, blu e rosso. Queste linee rappresentano diverse trame con diverse concentrazioni di inibitore e le linee hanno tutte diverse pendenze e diverse intercette y. La linea verde si interseca con l'asse y ad un valore più alto rispetto alle altre due linee. La linea blu si interseca con un valore più basso sull'asse y rispetto alla linea verde, tuttavia, la sua intersezione con l'asse y è più alta della linea rossa, che è la linea con l'intercetta y più bassa. A destra c'è un altro grafico che mostra le intersezioni con y di ogni regressione lineare tracciate in rapporto alla concentrazione dell'inibitore. Il grafico mostra che all'aumentare della concentrazione dell'inibitore, aumentano anche le intersezioni con y della linea di regressione lineare

Figura 1: a) Grafico Lineweaver-Burk che mostra l'inibizione mista. b) Mostra le intercette y di ogni regressione lineare tracciata in funzione della concentrazione dell'inibitore.

Inibizione non competitiva

Nel caso speciale di inibizione mista in cui α = α', cioè KI = K'I, il tipo di inibizione si chiama inibizione non competitiva. In questo caso speciale, l'inibitore interagisce in modo favorevole con il complesso enzima-substrato, così come con il solo enzima. Quando si tracciano i dati cinetici in un grafico Lineweaver-Burk, una comune intercetta x mostra che il l'inibitore è non competitivo [1,2].

L'equazione di doppia reciprocità per l'inibizione non competitiva è quindi la seguente:

1/V0 = α/Vmax + km•α/Vmax • 1/[S]

dove α = 1+[I]/kI

Quando si tracciano i dati cinetici usando un inibitore non competitivo, la Km apparente rimane la stessa della Km effettiva, e può essere calcolata con un grafico Lineweaver-Burk dividendo la pendenza con l'intercetta y [1]. Per calcolare Vmax e KI, le intercette y delle diverse linee ottenute dalla regressione lineare dei grafici Lineweaver-Burk a diverse concentrazioni di inibitore devono essere tracciate contro la concentrazione dell'inibitore. Quando si adattano usando la regressione lineare, Vmax e KI possono essere calcolati da questo grafico nello stesso modo che si utilizza nell'inibizione non competitiva: Vmax è calcolato prendendo il reciproco dell'intercetta y di questa linea, e KI è calcolato dividendo l'intercetta y per la pendenza.

Fasi di calcolo dei parametri cinetici quando si usa un inibitore non competitivo

  • Preparare i grafici Lineweaver-Burk dei dati cinetici e adattare i dati usando la regressione lineare (1 adattamento per concentrazione di inibitore).
  • Calcolare Km dividendo la pendenza di una di queste linee con la corrispondente intercetta y (Km ottenuta non dovrebbe dipendere dalla linea usata).
  • Tracciare le intercette y di ciascuno di questi adattamenti in funzione della concentrazione dell'inibitore.
  • Per calcolare Vmax, prendere il reciproco dell'intercetta y di questo grafico.
  • Per calcolare KI, dividere l'intercetta y di questo grafico per la pendenza.

Fonti

  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.

Inibizione non competitiva

Panoramica della teoria

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Inibitori