NS 主な違い 可逆的酵素阻害と不可逆的酵素阻害の間には、 可逆的酵素阻害は、非共有相互作用を介して酵素を不活性化します。対照的に、不可逆的な酵素阻害は、活性部位の共有結合による不活性化を通じて酵素を不活性化します。 さらに、阻害効果は、可逆的酵素阻害では可逆的であるが、阻害効果は、不可逆的酵素阻害では不可逆的である。

簡単に言えば、可逆的および不可逆的な酵素阻害は、酵素活性の低下に関与する酵素阻害メカニズムの2つの方法です。一般に、阻害剤は基質と酵素の適合性を低下させ、酵素-基質複合体の形成を阻害します。

競合的阻害剤、共有的、不可逆的酵素阻害、非競合的阻害剤、非共有的、可逆的酵素阻害、非競合的阻害剤

可逆的酵素阻害とは何ですか

可逆的酵素阻害は、阻害剤分子が非共有相互作用を介して酵素に結合する酵素阻害の一種です。ここで、これらの相互作用には、水素結合、疎水性相互作用、およびイオン結合が含まれます。ただし、可逆的阻害剤分子は、酵素の活性部位のアミノ酸残基と化学反応を起こしません。したがって、可逆的阻害剤は、希釈または透析のいずれかによって酵素から除去することができます。

図1：競合阻害–DHFRメトトレキサート阻害剤

さらに、4種類の可逆的酵素阻害剤は、競合的、非競合的、非競合的、および混合阻害剤です。これらの、 競合阻害剤 特定の酵素の基質に構造的に類似している化合物です。したがって、それは酵素の活性部位を達成するために基質と競合し、酵素作用を低下させる。対照的に、 非競合的阻害剤 活性部位以外の部位で酵素または酵素-基質複合体に結合します。それでも、これは酵素の3Dコンフォメーションを変化させる可能性があり、それが次に酵素機能を低下させます。

図2：可逆的酵素阻害の種類

その間、 不競合阻害剤 酵素-基質複合体に結合し、酵素-基質複合体を効果的に排除し、それにより生成物の形成を減少させます。一方で、 混合阻害剤 酵素と酵素-基質複合体の両方に結合し、形成中の酵素-基質-阻害剤複合体から基質を放出することができます。混合阻害剤とは対照的に、非競合的阻害剤は、形成する酵素-基質-阻害剤複合体からの基質の解離を可能にしない。

不可逆的な酵素阻害とは何ですか

不可逆的な酵素阻害は、永続的な阻害効果を持つ2番目のタイプの酵素阻害です。また、不可逆的な酵素阻害剤の主な重要な特徴は、それらが酵素の活性部位のアミノ酸残基に共有結合することです。そのため、このタイプの阻害剤は、ナイトロジェンマスタード、アルデヒド、ハロアルカン、アルケン、マイケルアクセプター、フェニルスルホネート、またはフルオロホスホネートなどの反応性官能基を持っています。重要なことに、これらの反応性基は求核性であり、活性部位のアミノ酸側鎖と共有結合付加物を形成します。

図3：不可逆的阻害剤であるジイソプロピルフルオロホスフェート（DFP）とセリンプロテアーゼとの反応

一例として、神経ガス、特にDIFPは、酵素阻害剤複合体を形成することにより、生物学的システムを不可逆的に阻害します。通常、それは特定の酵素の活性部位にあるセリンの特定のOH基を介して発生します。通常、トリプシンやキモトリプシンなどのペプチダーゼは、DIFPによって阻害される可能性のある活性部位にセリン基を含んでいます。結果として、酵素の活性部位のこのタイプの共有結合修飾は、酵素の永久的な不活性化をもたらす可能性があり、酵素作用は、培地への過剰な基質の添加によって回復することは困難である。

可逆的および不可逆的酵素阻害の類似点

可逆的酵素阻害と不可逆的酵素阻害の違い

意味

可逆的酵素阻害とは、非共有相互作用を介して阻害剤を酵素に結合させ、除去されると酵素機能の回復を可能にするプロセスを指します。一方、不可逆的な酵素相互作用とは、共有結合相互作用を介して阻害剤を酵素に結合するプロセスを指し、その結果、それらの解離には長い時間がかかり、酵素作用が永久に除去されます。

阻害剤結合のタイプ

可逆的酵素阻害では、阻害剤は水素結合、疎水性相互作用、イオン結合などの非共有相互作用を介して結合します。対照的に、不可逆的な酵素阻害では、阻害剤は共有結合相互作用を介して結合し、反応性官能基によってアミノ酸残基を修飾します。

酵素阻害剤複合体の解離

可逆的酵素阻害では、酵素阻害剤複合体は急速に解離しますが、酵素阻害剤複合体は不可逆的酵素阻害では非常にゆっくりと解離します。

抑制の回復

可逆的酵素阻害は回復することができますが、不可逆的酵素阻害は回復するのに長い時間がかかります。

タイプ

可逆的酵素阻害の4つのタイプは、競合的、非競合的、非競合的、および混合阻害ですが、不可逆的酵素阻害は、酵素の活性部位の共有不活性化によって発生します。

阻害剤の例

可逆的酵素阻害剤の例には、DHFR、リトナビル、オセルタミビル、チプラナビルなどの抗ウイルス薬などがあります。一方、不可逆的酵素阻害剤の例には、DFP、DFMO、マラチオンなどの殺虫剤、グリホセートなどの除草剤、トリクロサンなどの消毒剤。

結論

可逆的酵素阻害は、酵素の作用を一時的に阻害するプロセスです。したがって、阻害作用を取り除くことで、酵素の機能を回復させることができます。また、可逆的阻害剤は非共有相互作用を介して酵素に結合します。したがって、それは酵素阻害剤複合体の迅速な解離を可能にし、酵素機能を回復させます。対照的に、不可逆的な酵素阻害は、酵素機能を恒久的に阻害するプロセスです。したがって、酵素阻害剤複合体の解離には長い時間がかかります。さらに、阻害剤分子は酵素の活性部位の残基に共有結合し、酵素-基質複合体の形成をブロックします。これらの理由から、可逆的酵素阻害と不可逆的酵素阻害の主な違いは、阻害剤が酵素に結合するメカニズムとその結果として生じる効果です。

参照：

1.「18.8酵素阻害」。一般、有機、および生化学の基礎、vol。 1.0。こちらから入手できます。

画像提供：

1.「DHFRメトトレキサート阻害剤」ThomasShafee著– Commons Wikimediaによる自作（CC BY 4.0）2。「抑制の種類en」fullofstarsによる– en：Image：Inhibition.png（PD）（パブリックドメイン）Commons Wikimedia 3 。TimVickersによる「DIFリアクション」– Commons Wikimediaを介した自身の作業（パブリックドメイン）