可逆的な酵素阻害と不可逆的な酵素阻害の主な違いは、可逆的な酵素阻害は非共有結合の相互作用によって酵素を不活性化させるということである。
一方、不可逆的な酵素阻害は、活性部位を共有結合で不活性化することで酵素を不活性化する。
さらに、可逆的な酵素阻害では阻害効果は可逆的であるが、不可逆的な酵素阻害では阻害効果は不可逆的です。
簡単に言えば、可逆的な酵素阻害と不可逆的な酵素阻害は、酵素活性の減少を担う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相溶性を低下させ、酵素-基質複合体形成の阻害につながる。
主な対象分野
- 可逆的酵素阻害とは？
– 定義、プロセス、種類 - 非可逆的酵素阻害とは
– 定義、プロセス、種類 - 可逆的酵素阻害と非可逆的酵素阻害の類似点とは？
– 共通点の概要 - 可逆的酵素阻害と非可逆的酵素阻害の違いとは？
– 主な違いの比較
この記事の重要な単語
Competitive Inhibitors, Covalent, Irreversible Enzyme Inhibition, Noncompetitive Inhibitors, Noncovalent, Reversible Enzyme Inhibition, Uncompetitive Inhibitors
可逆的な酵素阻害とは？
可逆的酵素阻害とは、阻害剤分子が非共有結合で酵素に結合する酵素阻害の一種である。
ここでいう相互作用には、水素結合、疎水性相互作用、イオン結合などがあります。
しかし、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すことはない。
したがって、可逆的阻害剤は、希釈または透析によって酵素から除去することができる。
さらに、可逆的な酵素阻害剤には、競合阻害剤、非競合阻害剤、非競合阻害剤、混合阻害剤の4種類があります。
このうち、競合阻害剤は、特定の酵素の基質と構造が似ている化合物です。
したがって、酵素の活性部位に到達するために基質と競合し、酵素の作用を低下させる。
これに対して、非競合的阻害剤は、酵素または酵素-基質複合体の活性部位以外の部位に結合する。
それでも、酵素の立体構造を変化させ、酵素の機能を低下させる可能性がある。
一方、非競合的阻害剤は、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するため、生成物の生成を抑制する。
一方、混合阻害剤は、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遊離させることができる。
混合阻害剤とは逆に、非競合阻害剤は、形成中の酵素-基質-阻害剤複合体から基質を解離させることができない。
不可逆的酵素阻害とは？
不可逆的酵素阻害とは、酵素阻害作用のうち、永続的な阻害作用を持つ第二のタイプの酵素阻害剤です。
また、不可逆的な酵素阻害剤の最大の特徴は、酵素の活性部位のアミノ酸残基に共有結合することである。
そのため、この種の阻害剤は、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、フェニルスルホン酸塩、あるいはフルオロホスホン酸塩などの反応性官能基を持つ。
重要なことは、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で付加物を形成することである。
図3: 非可逆的阻害剤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の反応
例えば、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、生体系を不可逆的に阻害する。
通常、ある種の酵素の活性部位にあるセリンの特定のOH基を介して起こる。
典型的には、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セリン基を活性部位に含んでいる。
その結果、このような酵素の活性部位の共有結合による修飾は、酵素の永久的な不活性化につながる可能性があり、培地に過剰な基質を加えることによって酵素作用を回復することが困難である。
可逆的な酵素阻害と非可逆的な酵素阻害の類似性
- 酵素阻害機構には、可逆的酵素阻害と不可逆的酵素阻害があります。
- 酵素の活性を低下させる役割を担っている。
- 通常、酵素と基質の適合性を低下させ、酵素-基質複合体の形成を阻害する。
- 阻害の間、阻害剤分子は一時的または永久的に酵素に結合する。
- 当然ながら、酵素阻害は代謝の調節に役立つ。また、多くの薬物分子は酵素阻害剤です。
可逆的な酵素阻害と非可逆的な酵素阻害の違いについて
定義
可逆的な酵素阻害とは、阻害剤が非共有結合で酵素に結合し、一度除去されると酵素の機能を回復させることである。
一方、不可逆的な酵素相互作用とは、共有結合で阻害剤を酵素に結合させ、その解離に長い時間を要するため、酵素の働きを永久に失わせることをいう。
インヒビター結合の種類
可逆的な酵素阻害では、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結合で結合する。
一方、不可逆的な酵素阻害では、阻害剤はアミノ酸残基を反応性官能基で修飾する共有結合で結合する。
酵素-阻害剤複合体の解離について
可逆的な酵素阻害では、酵素-阻害剤複合体は速やかに解離するが、不可逆的な酵素阻害では、酵素-阻害剤複合体は非常にゆっくりと解離する。
抑制を回復させる
可逆的な酵素阻害は回復させることができるが、不可逆的な酵素阻害は回復させるのに長い時間がかかる。
タイプ
可逆的な酵素阻害には、競合阻害、非競合阻害、非競合阻害、混合阻害の4種類があり、不可逆的な酵素阻害は、酵素の活性部位を共有結合で不活性化することによって起こるものです。
インヒビターの例
可逆的な酵素阻害剤の例としては、DHFR、リトナビル、オセルタミビル、ティプラナビル等の抗ウイルス剤等が挙げられる。
一方、不可逆的な酵素阻害剤の例としては、DFP、DFMO、マラチオン等の殺虫剤、グリホサート等の除草剤、トリクロサン等の殺菌剤等があります。
結論
可逆的な酵素阻害とは、酵素の作用を一時的に阻害することである。
そのため、阻害作用がなくなれば、酵素の機能を回復させることができる。
また、可逆的阻害剤は、非共有結合で酵素に結合する。
したがって、酵素-阻害剤複合体を速やかに解離させ、酵素の機能を回復させることができる。
一方、不可逆的な酵素阻害は、酵素の機能を永久に阻害するプロセスです。
そのため、酵素-阻害剤複合体の解離には長い時間がかかる。
さらに、阻害剤分子は酵素の活性部位の残基と共有結合し、酵素-基質複合体の形成を阻害する。
これらのことから、可逆的な酵素阻害と不可逆的な酵素阻害の主な違いは、阻害剤の酵素への結合機構とその結果生じる効果であると考えられる。
