Inhibition (kompetitiv vs. ikke-kompetitiv)

Bioteknologi A · STX · A-niveau · Enzymer og enzymkinetik

🧫 Inhibition (kompetitiv vs. ikke-kompetitiv)

Enzym-inhibitorer = stoffer der reducerer enzymaktivitet. Mange lægemidler er inhibitorer.

Tre hovedtyper:

1.

Kompetitiv inhibition: inhibitor binder til AKTIVT sted, konkurrerer med substrat. Ligner substratet strukturelt. Effekt: stiger K_m (sværere at nå halv V_max), V_max er UFORANDRET. På Lineweaver-Burk-plot: linjer skærer på y-aksen.

Eksempel: methotrexat (kompetitiv mod folat for dihydrofolat-reduktase — kræftbehandling). Ibuprofen (NSAID — kompetitiv hæmmer af COX-1/COX-2).

2.

Ikke-kompetitiv inhibition: inhibitor binder til ALLOSTERISK sted (ikke aktivt sted). Reducerer V_max men K_m er UFORANDRET. Kan ikke overvindes med høj [S]. På Lineweaver-Burk: linjer skærer på x-aksen.

Eksempel: kviksølv-ioner.

3.

Ukompetitiv inhibition: inhibitor binder kun til ES-komplekset. Reducerer både V_max og K_m.

Reversibel vs. irreversibel inhibition: reversibel (svag bindinger). Irreversibel (kovalent binding, permanent).

Eksempler på irreversibel: aspirin (acetylerer COX-1/COX-2 permanent — derfor lavdosis hjertebeskyttelse). Penicillin (kovalent binding til transpeptidase). Sarin (nervegas, hæmmer acetylcholinesterase).

Lægemiddel-design: 70% af alle moderne lægemidler er enzym-inhibitorer. Statiner (HMG-CoA-reduktase), ACE-hæmmere (blodtryk), proton-pumpe-hæmmere (mavesyre), HIV-protease-hæmmere (AIDS-behandling).

Skoleforsøg

katalase + H₂O₂ med tilføjelse af blysulfat (inhibitor) — mål O₂-udvikling. Plot v vs. [S] med og uden inhibitor, og sammenlign K_m og V_max for de to kurver — afgør om inhibitoren er kompetitiv eller ikke-kompetitiv ud fra ændringerne.

Læringsmål

• Forklare aktivt sted og substratspecificitet
• Anvende Michaelis-Menten-kinetik (V_max, K_m)
• Skelne kompetitiv og ikke-kompetitiv inhibition
• Forklare allosterisk regulering
• Beskrive hvordan temperatur, pH og koncentration påvirker enzymer

Sådan kan du arbejde med emnet

• Forklar forskellen mellem kompetitiv og ikke-kompetitiv inhibition på molekylært niveau
• Beskriv, hvordan V_max og K_m ændrer sig ved henholdsvis kompetitiv og ikke-kompetitiv inhibition
• Find et eksempel på et lægemiddel, der virker som enzyminhibitor, og forklar dets virkningsmekanisme

Eksperiment-forslag

• Gennemfør katalase-forsøget med og uden blysulfat-inhibitor, og plot v vs. [S] for begge — afgør ud fra K_m og V_max om inhibitoren er kompetitiv eller ikke-kompetitiv.
• Lav en tabel over 3 lægemidler nævnt i teksten (methotrexat, aspirin, penicillin) med deres inhibitionstype og molekylære mål.
• Diskuter: hvorfor er irreversibel inhibition (fx aspirin) klinisk anderledes end reversibel inhibition?

Brobygning

Nogle enzymer reguleres ikke kun ved direkte inhibition af det aktive sted, men via et helt andet sted på enzymet — det undersøges i 'Allosterisk regulering'.