Enzymkinetik, ENZYMHEMMUNG kompetitive Hemmung, nicht ...

Enzymkinetik, ENZYMHEMMUNG kompetitive Hemmung,
nicht-kompetitve Hemmung,
unkompetitive Hemmung
I. Allgemeines
II. Hemmstoffe
1. Irreversible Hemmstoffe
- meist kovalente Veränderung der Zielenzyme
- Enzyme müssen zur „normalen“ Wirkung neu gebildet werden
- Reaktive Gruppen wie COOH oder SH im Zentrum können chemisch blockiert
werden irreversible Inaktivierung
- Beispiel: Blockierung der Synthese der Bakterienzellwand durch Penicillin
2. Reversible Hemmstoffe
- Enzym steht nach der Inhibitorbindung wieder für das Substrat zur Verfügung, d.h.
die Inhibitoren können wieder abdissoziieren
Kompetitive Hemmung
- Inhibitor konkurriert mit dem Substrat um das aktive Zentrum
- Inhibitor und Substrat haben einen ähnlichen Aufbau
- Solange der Inhibitor gebunden ist, ist keine Umsetzung des Produktes möglich
- Vmax bleibt unverändert
- Km ([S] bei halbmaximaler Reaktionsgeschwindigkeit) wird erhöht, Substrataffinität
wird verringert
- Je höher die Inhibitorkonzentration, desto langsamer läuft die Substratumsetzung ab
- Umkehrbar durch die Erhöhung von [S]
- Beispiel: Bei der Reaktion von Succinat mit Succinatdehydrogenase zu Fumarat
(Citratsäurecyclus) kann Malonat als Inhibitor fungieren, da Succinat und Malonat
Homologe (Unterschied liegt in einer CH² Gruppe vgl Abbildung) sind
Sandra Kemmerling – Enzymhemmung (Gruppe 2)

Nicht-kompetitive Hemmung
- auch gemischte Hemmung
- Inhibitor bindet an Substrat und an den Enzym-Substrat-Komplex, aber nicht
am aktiven Zentrum
- I und S können gleichzeitig an E binden, sind aber nicht ähnlich aufgebaut
- Wechselzahl des Zielenzyms wird verringert
- Je mehr Inhibitoren, desto geringer Vmax, da weniger freie Enzyme da sind
- Km bleibt gleich
- Vmax wird herabgesetzt
- Erhöhung der Substratkonzentration kann den Effekt nicht aufheben, da keine
Konkurrenz zwischen S und I besteht
Sandra Kemmerling – Enzymhemmung (Gruppe 2)

Unkompetitive Hemmung
- Inhibitor bindet nur an Enzym-Substrat-Komplex
- I und S haben keinen ähnlichen Aufbau
- S wird nicht gehindert an E zu binden
- Vermutung: I verzerrt das aktive Zentrum und macht es katalytisch unwirksam
- Vmax und Km werden verändert beide werden geringer
- Bei unterschiedlichen I-Konzentrationen liegen die Graphen parallel
- Nur sehr selten vorkommend
III. Allosterische Regulation
- auch Endprodukthemmung
- Inhibitor lagert allosterisch = an räumlich entfernter Stelle an
- Typische Feedback-Hemmung an Verzweigungsstellen des Stoffwechsels, das
Anfangsenzym wird vom Endprodukt gehemmt ( Glucoseabbau)
IV. Anwendung/ Umweltrelevanz
- Enzymhemmung ist oft Giftwirkung
o z.B. Schlangengift:
o schaltet Acetylcholinesterase aus
o blockiert neuromuskuläre Synapsen
o Bewegungsapparat wird lahmgelegt
- Impfstoffe
- Psychopharmaka
- Giftigkeit von Schwermetallen für den Organismus
o Ionen wie Hg²+ und Pb²+ binden und inaktivieren viele Enzymproteine
o Ausfall von Stoffwechselreaktionen
- Auch in der Medizin, gerade bei Herz-/Leberkrankheiten, werden oft Hemmstoffe
eingesetzt
Sandra Kemmerling – Enzymhemmung (Gruppe 2)