o principal diferença entre inibição enzimática reversível e irreversível é que a inibição reversível da enzima inativa as enzimas por meio de interações não covalentes. Em contraste, a inibição irreversível da enzima inativa as enzimas por meio da inativação covalente do sítio ativo. Além disso, o efeito de inibição é reversível na inibição enzimática reversível, mas o efeito de inibição é irreversível na inibição enzimática irreversível.

Em suma, a inibição enzimática reversível e irreversível são os dois métodos de mecanismos de inibição enzimáticos responsáveis ​​por diminuir a atividade enzimática. Geralmente, os inibidores reduzem a compatibilidade do substrato e da enzima, levando à inibição da formação de complexos enzima-substrato.

Inibidores competitivos, inibição enzimática irreversível e covalente, inibidores não competitivos, inibidores enzimáticos reversíveis e não covalentes, inibidores não competitivos

O que é inibição de enzima reversível

A inibição enzimática reversível é um tipo de inibição enzimática em que as moléculas do inibidor se ligam à enzima por meio de interações não covalentes. Aqui, essas interações incluem ligações de hidrogênio, interações hidrofóbicas e ligações iônicas. No entanto, as moléculas inibidoras reversíveis não sofrem reações químicas com os resíduos de aminoácidos do sítio ativo da enzima. Portanto, os inibidores reversíveis podem ser removidos da enzima por diluição ou diálise.

Figura 1: Inibição Competitiva - Inibidor de Metotrexato DHFR

Além disso, os quatro tipos de inibidores enzimáticos reversíveis são inibidores competitivos, não competitivos, não competitivos e mistos. Destes, inibidores competitivos são os compostos com semelhança estrutural com o substrato de uma determinada enzima. Assim, compete com o substrato para atingir o sítio ativo da enzima, reduzindo a ação enzimática. Em contraste, inibidores não competitivos ligar-se à enzima ou ao complexo enzima-substrato em um local diferente do local ativo. Ainda assim, isso pode alterar a conformação 3D da enzima, que por sua vez reduz a função da enzima.

Figura 2: Tipos de inibição enzimática reversível

Enquanto isso, inibidores não competitivos ligam-se ao complexo enzima-substrato, eliminando efetivamente o complexo enzima-substrato e, assim, reduzindo a formação do produto. Por outro lado, inibidores mistos pode ligar-se ao complexo enzima e ao complexo enzima-substrato, liberando o substrato do complexo enzima-substrato-inibidor em formação. Ao contrário dos inibidores mistos, os inibidores não competitivos não permitem a dissociação do substrato da formação do complexo enzima-substrato-inibidor.

O que é inibição irreversível de enzimas

A inibição enzimática irreversível é o segundo tipo de inibição enzimática com efeitos inibitórios permanentes. Além disso, a principal característica significativa dos inibidores irreversíveis da enzima é que eles se ligam covalentemente aos resíduos de aminoácidos do sítio ativo da enzima. Por isso, este tipo de inibidores carrega grupos funcionais reativos, como mostardas de nitrogênio, aldeídos, haloalcanos, alcenos, aceitadores de Michael, fenilsulfonatos ou fluorofosfonatos. Significativamente, esses grupos reativos são nucleofílicos e formam adutos covalentes com as cadeias laterais de aminoácidos no sítio ativo.

Figura 3: Reação do Inibidor Irreversível Diisopropilfluorofosfato (DFP) com uma Serina Protease

Como exemplo, gases nervosos, especialmente DIFP, inibem irreversivelmente os sistemas biológicos, formando um complexo enzimático-inibidor. Normalmente, ocorre por meio de um grupo OH específico de serina nos locais ativos de certas enzimas. Normalmente, as peptidases como tripsina e quimiotripsina contêm grupos serina no sítio ativo que podem ser inibidos por DIFP. Consequentemente, este tipo de modificações covalentes do sítio ativo da enzima podem levar à inativação permanente da enzima e a ação enzimática é difícil de recuperar pela adição de substrato em excesso ao meio.

Semelhanças entre inibição enzimática reversível e irreversível

Diferença entre inibição enzimática reversível e irreversível

Definição

A inibição enzimática reversível refere-se ao processo de ligação dos inibidores à enzima por meio de interações não covalentes de forma que, uma vez removidos, permitam a restauração da função enzimática. Já a interação enzimática irreversível refere-se ao processo de ligação dos inibidores à enzima por meio de interações covalentes, de forma que sua dissociação seja demorada, removendo permanentemente a ação da enzima.

Tipo de ligação de inibidor

Na inibição enzimática reversível, os inibidores se ligam por meio de interações não covalentes, como ligações de hidrogênio, interações hidrofóbicas e ligações iônicas. Em contraste, na inibição enzimática irreversível, os inibidores se ligam por meio de interações covalentes, que modificam os resíduos de aminoácidos por grupos funcionais reativos.

Dissociação do Complexo Enzima-Inibidor

Na inibição enzimática reversível, o complexo inibidor da enzima se dissocia rapidamente, mas o complexo inibidor da enzima se dissocia muito lentamente na inibição enzimática irreversível.

Restaurando a Inibição

A inibição reversível da enzima pode ser restaurada, mas a inibição irreversível da enzima leva muito tempo para ser restaurada.

Tipos

Quatro tipos de inibição enzimática reversível são inibição competitiva, não competitiva, não competitiva e mista, enquanto a inibição enzimática irreversível ocorre por meio da inativação covalente do sítio ativo da enzima.

Exemplos de inibidores

Alguns dos exemplos de inibidores de enzima reversíveis incluem DHFR, drogas antivirais como ritonavir, oseltamivir e tipranavir, etc. Enquanto isso, alguns dos exemplos de inibidores de enzima irreversíveis incluem DFP, DFMO, inseticidas como malathion, herbicidas como glifosato e desinfetantes como triclosan, etc.

Conclusão

A inibição reversível da enzima é o processo de inibir temporariamente a ação de uma enzima. Portanto, com a retirada da ação inibitória, a função da enzima pode ser restaurada. Além disso, os inibidores reversíveis ligam-se à enzima por meio de interações não covalentes. Assim, permite a rápida dissociação do complexo enzima-inibidor, restaurando a função enzimática. Em contraste, a inibição irreversível da enzima é o processo de inibir permanentemente a função da enzima. Portanto, a dissociação do complexo enzima-inibidor leva muito tempo. Além disso, as moléculas do inibidor se ligam covalentemente aos resíduos do sítio ativo da enzima, bloqueando a formação do complexo enzima-substrato. Por esse motivo, a principal diferença entre a inibição enzimática reversível e irreversível é o mecanismo de ligação dos inibidores à enzima e os efeitos decorrentes.

Referências:

1. “18.8 Inibição de enzima.” The Basics of General, Organic and Biological Chemistry, vol. 1.0. Disponivel aqui.

Cortesia de imagem:

1. “Inibidor de metotrexato de DHFR” Por Thomas Shafee - Trabalho próprio (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia 2. “Tipos de inibição en” Por fullofstars - en: Imagem: Inhibition.png (PD) (Domínio Público) via Commons Wikimedia 3. “Reação DIF” por TimVickers - Trabalho do próprio (domínio público) via Commons Wikimedia