Enzkin - Elm-Asse-Kultur

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Km/Ki
Die allosterische Hemmung wird häufig mit der nichtkompetitiven Hemmung gleichgesetzt – eine
Vereinfachung, die selten gerechtfertigt ist. Als Sonderfall der allosterischen Hemmung ist die
"negative Kooperativität" anzusehen. Sie wird bei oligomeren, aus gleichen Untereinheiten
bestehenden Enzymen beobachtet, bei denen sich die Substratbindungsplätze gegenseitig
behindern. Erstes Beispiel (1970) hierfür war die mit sinkender Affinität erfolgende Bindung von NAD +
durch die tetramere GAPDH. cf. Conway und Koshland, Biochemistry 7, 4011 (1968).
Zu allen allosterischen Hemmphänomenen gibt es die komplementären
Aktivierungsmechanismen:
negativer Effektor - positiver Effektor
Inhibitor - Aktivator
"feedback" Inhibition - "feed-forward" Aktivierung
negative Kooperativität - positive Kooperativität
(= Antikooperativität)
Klassisches Beispiel einer positiven Kooperativität (d.h. mit steigender Affinität
erfolgender Bindung) ist die Assoziation von O 2 oder CO 2 mit Hämoglobin, einem
Carrierprotein. Inzwischen gibt es zahlreiche weitere Beispiele aus dem Bereich der
Hormonrezeptoren und Enzyme (vergleiche PFK in Kapitel 7.1).
Allosterische Inhibitoren gehören grundsätzlich dem ḿixed typé an. Ist K i
(relativ zu K is ) sehr groß, so spricht man auch vom "unkompetitiven" Typ. Wäre
K i =K is (was unwahrscheinlich ist), so läge der Fall eines nichtkompetitiven Inhibitors
vor
Abb. 8.10: Allosterische Beeinflussung der Substrat
(S) Bindung durch einen Modulator (M) infolge einer
(allosterischen) Konformationsänderung.
8.9.3 Die "nicht-kompetitive" (allgemeiner: " mixed-type" Hemmung)
Leider wird dieser Hemmtyp zumeist mit der allosterischen Hemmung verwechselt.
Er wäre jedoch nur im Grenzfall mit diesem Hemmtyp identisch, nämlich dann, wenn
Bindung des Modulators (M) den Substratumsatz (nicht notwendigerweise die
Substratbindung) in irreversibler Art und Weise ausschließen würde. Die Literatur
liefert hierfür nicht ein einziges sauberes Beispiel, obgleich der Einfluss von Phe auf
Pyruvatkinase dem nahekommen soll.
Gekoppelt mit dem Begriff des nicht-kompetitiven Inhibitors ist das Postulat,
dass V max auch bei beliebigem Substratüberschuss nicht erreicht werden kann. K m
bliebe jedoch identisch, da eine Coexistenz von inhibierten (d.h. enzymkinetisch
nicht sichtbaren) und nicht inhibierten (d.h. normalen) Enzymmolekülen vorliegt.
Originellerweise werden diese Kriterien gerade durch "Enzymgifte" erfüllt, die eine
zum aktiven Zentrum gehörende katalytische Aminosäureseitenkette blockieren