الفرق بين تثبيط إنزيم عكسي وإنزيم غير قابل للانعكاس

تم ملاحظة أن الإنزيمات يتم تثبيطها في درجات الحرارة العالية والتغيرات في الأس الهيدروجيني، وهذه عوامل غير محددة من شأنها تعطيل أي إنزيم، ويمكن أيضًا تنظيم نشاط الإنزيمات بواسطة مثبطات أكثر تحديدًا، كما أن العديد من المركبات عبارة عن سموم؛ لأنها ترتبط تساهميًا بأنزيمات معينة أو أنواع من الإنزيمات وتثبط نشاطها.

الفرق الرئيسي بين التثبيط العكسي وغير العكسي

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين تثبيط الإنزيم القابل للانعكاس وغير القابل للعكس في أن تثبيط الإنزيم القابل للعكس يثبط الإنزيمات من خلال التفاعلات غير التساهمية، وفي المقابل فإن تثبيط إنزيم لا رجعة فيه يعطل الإنزيمات من خلال التثبيط التساهمي للموقع النشط، وعلاوة على ذلك، يكون تأثير التثبيط قابلاً للانعكاس في تثبيط الإنزيم القابل للانعكاس، لكن تأثير التثبيط لا رجوع فيه في تثبيط الإنزيم الذي لا رجعة فيه.

التثبيط العكسي

يعمل المثبط القابل للانعكاس على تعطيل إنزيم من خلال تفاعلات غير تساهمية، ويمكن عكسها بسهولة أكبر وعلى عكس المثبط الذي لا رجعة فيه، يمكن للمثبط القابل للانعكاس أن ينفصل عن الإنزيم، وتشمل المثبطات العكوسة مثبطات تنافسية ومثبطات غير تنافسية، والمانع التنافسي هو أي مركب يحمل تشابهًا بنيويًا مع ركيزة معينة، وبالتالي يتنافس مع تلك الركيزة للارتباط في الموقع النشط للإنزيم، ولا يعمل الإنزيم على المانع ولكنه يمنع الركيزة من الاقتراب من الموقع النشط.

تعتمد الدرجة التي يتدخل فيها المثبط التنافسي في نشاط الإنزيم على التركيزات النسبية للركيزة والمثبط، وإذا كان المانع موجودًا بكميات كبيرة نسبيًا، فسيقوم مبدئيًا بحظر معظم المواقع النشطة، ولكن نظرًا لأن الارتباط قابل للانعكاس، فإن بعض جزيئات الركيزة سترتبط في النهاية بالموقع النشط وتتحول إلى منتج، وزيادة تركيز الركيزة يعزز إزاحة المانع من الموقع النشط، ويمكن عكس التثبيط التنافسي تمامًا عن طريق إضافة الركيزة بحيث تصل إلى تركيز أعلى بكثير من تركيز المثبط.

تم تقديم دراسات التثبيط التنافسي وهي معلومات مفيدة حول مجمعات ركيزة إنزيمية معينة وتفاعلات مجموعات معينة في المواقع النشطة، ونتيجة لذلك فالمثال الكلاسيكي للتثبيط التنافسي هو تأثير مالونات على نشاط إنزيم نازعة هيدروجين السكسينات (Malonate وsuccinate)، وهما أنيونات الأحماض ثنائية الكربوكسيل وتحتوي على ثلاث وأربع ذرات كربون.

على التوالي، ويرتبط جزيء (malonate) بالموقع النشط؛ لأن التباعد بين مجموعات الكربوكسيل الخاصة به لا يختلف كثيرًا عن تباعد السكسينات، ومع ذلك لا يحدث أي تفاعل تحفيزي لأن (malonate) لا يحتوي على مجموعة (CH₂CH₂₎ للتحويل إلى CH= CH.

التثبيط غير القابل للانعكاس

إن تثبيط الإنزيم الذي لا رجعة فيه هو النوع الثاني من تثبيط الإنزيم بتأثيرات مثبطة دائمة، وأيضًا السمة الرئيسية لمثبطات الإنزيم التي لا رجعة فيها، وهي أنها ترتبط تساهميًا ببقايا الأحماض الأمينية في الموقع النشط للإنزيم.

واعتمادا على ذلك يحمل  هذا النوع من المثبطات مجموعات وظيفية تفاعلية مثل خردل النيتروجينوالألدهيدات والهالوكاناتوالألكيناتومتقبلات مايكلوسلفونات الفينيل أو الفلوروفوسفونات، وبشكل ملحوظ فإن هذه المجموعات التفاعلية هي محبة النواة وتشكل مقاربات تساهمية مع سلاسل جانبية للأحماض الأمينية في الموقع النشط.

كمثال فإن الغازات العصبية خاصة (DIFP)، حيث إنها تثبط بشكل لا رجعة فيه الأنظمة البيولوجية عن طريق تكوين مركب مثبط إنزيم، وعادة، يحدث من خلال مجموعة OH محددة من السيرين في المواقع النشطة لبعض الإنزيمات.

وعادةً ما تحتوي الببتيدات مثل التربسين وكيموتريبسين على مجموعات سيرين في الموقع النشط يمكن تثبيطها بواسطة DIFP، وبالتالي فإن هذا النوع من التعديلات التساهمية للموقع النشط للإنزيم قد يؤدي إلى التعطيل الدائم للإنزيم ويصعب استرداد العمل الأنزيمي عن طريق إضافة الركيزة الزائدة إلى الوسط.

التشابه بين التثبيط العكسي وغير القابل للانعكاس

• إن تثبيط الإنزيم القابل للانعكاس وغير القابل للانعكاس نوعان من آليات تثبيط الإنزيم.

• مسؤولون عن الحد من نشاط الإنزيم.

• عادة، تقلل من توافق الإنزيم مع ركائزه، مما يمنع تكوين مركب الركيزة الإنزيمي.

• أثناء التثبيط، ترتبط جزيئات المانع بالإنزيم إما بشكل مؤقت أو دائم.

• بطبيعة الحال، يساعد تثبيط الإنزيم على تنظيم عملية التمثيل الغذائي، وأيضا، العديد من جزيئات الأدوية هي مثبطات الإنزيم.

باختصار، فإن تثبيط الإنزيم القابل للعكس والذي لا رجوع فيه هما طريقتان لآليات تثبيط الإنزيم المسؤولة عن تقليل نشاط الإنزيم، وبشكل عام، تقلل المثبطات من توافق الركيزة والإنزيم، مما يؤدي إلى تثبيط تكوين مجمعات الركيزة الإنزيمية.