Regulación enzimática

T3. Enzimas II. Regulación enzimática

Inhibición enzimática
Los inhibidores enzimáticos son moléculas que interfieren en la catálisis enzimática bien haciéndola más lenta o
incluso deteniendo la reacción. Dado que los enzimas catalizan prácticamente todos los procesos celulares, los
inhibidores se encuentran entre los agentes farmacológicos más importantes.
Este es el caso del ácido acetilsalicílico (aspirina) que inhibe la ciclooxigenasa y que previene la formación de las
prostaglandinas, moléculas que tienen que ver con los procesos de inflamación y dolor. También muchos agentes
tóxicos actúan inhibiendo los enzimas.
Hay dos tipos de inhibición a grandes rasgos, la inhibición reversible y la inhibición irreversible. La inhibición
reversible se puede a su vez dividir en tresgrandes tipos:
 Inhibición competitiva
 Inhibición acompetitiva
 Inhibición no competitiva

Inhibición competitiva
Cuando el inhibidor ocupa el centro activo del enzima impidiendo que el sustrato se pueda unir a él y por
consiguiente impidiendo su transformación. Los inhibidores competitivos son frecuentemente sustancias que se
parecen al sustrato.

αKm es la Km observada en presenciade inhibidor también denominada Km aparente
La manera de verificar experimentalmente si una inhibición es de este tipo o de otro es comprobar que sucede con
la Km y Vmax a diferentes concentraciones de inhibidor.

En presencia de diferentes concentraciones de inhibidor la Vmax permanece constante mientras que la Km
aumenta.
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Ejemplos terapéuticos y y toxicológicos de inhibidores competitivos:
1.
2.
3.

El ibuprofeno es un inhibidor competitivo del enzima cicloxigenasa en la síntesis de prostaglandinas.
El sidenafilo (viagra) es un inhibidor competitivo del enzima fosfodiesterasa de GMPcíclico.
La intoxicación con metanol (o anticongelante: etilén glicol) se produce en la alcohol deshidrogenasa yse
revierte con su sustrato natural, etanol.

Proteasa del virus VIH (SIDA), con el inhibidor RITONAVIR en su centro activo. Este inhibidor es competitivo, de
altísima afinidad Ki= 50 pM.
La alta afinidad se debe a que la estructura del inhibidor es análoga a la del estado de transición en la catálisis del
sustrato natural. Existen fármacos poderosísimos que son inhibidores análogos delestado de transición.

Inhibición acompetitiva
Cuando el inhibidor se une al complejo ES pero no así al enzima libre.
El enzima une en primer lugar el sustrato (S) y luego el inhibidor (I).
En la inhibición acompetitiva se da tanto una modificación en Km
como en Vmax:
-

La Vmax disminuye debido a que una fracción del complejo ES
se desvía hacia la formación del complejo inactivo ESI.
La Kmaumenta debido a que la [S] necesaria para alcanzar la mitad de la Vmax es mayor.

La ecuación de Michaelis se transforma en:

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La intersección con el eje de 1/V0 es:

Y el corte con el eje de 1/[S]:

La inhibición acompetitiva es frecuente en el caso de reacciones bisustrato y no se suele dar en el caso dereacciones monosustrato.

Inhibición no competitiva
Cuando el inhibidor se une a un sitio del enzima diferente del centro activo pero lo puede hacer tanto al complejo
ES como al E libre. La ecuación de Michaelis se transforma en:

La ecuación de Lineweaver-Burk para la inhibición no competitiva es:

Inhibición no competitiva pura
Cuando en la inhibición competitiva, KI = KI’ (lasconstantes de disociación de los complejos ES y ESI son iguales) y,
por tanto, α = α’. Es un caso poco frecuente.
El inhibidor no competitivo puro hace que el enzima remanente (el no inhibido) sufra un efecto aparente de
dilución por lo que la velocidad será menor (Vmaxap= Vmax/α) pero la Km será la misma.

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Una de las...