ما هي مثبطات الإنزيم
مثبطات الإنزيم هي مركبات تعمل على تعديل الخصائص التحفيزية للإنزيم، وبالتالي تبطئ معدل التفاعل، أو في بعض الحالات، توقف التحفيز، وتعمل هذه المثبطات عن طريق حجب أو تشويه الموقع النشط.
ويمكن تصنيف تثبيط الإنزيم إلى ثلاثة أنواع: تنافسي وغير تنافسي وغير قادر على المنافسة، ويحدث التثبيط التنافسي عند وجود مركب مشابه للركيزة ويتنافس مع الركيزة على المواقع النشطة للإنزيم التي تعيق وصول الركيزة إلى الموقع النشط، وبالتالي إبطاء التفاعل.
أنواع مثبطات الإنزيم
اعتمادًا على الإجراء المحدد للمثبط المستخدم، وقد يكون تثبيط الإنزيم قابلاً للعكس أو لا رجوع فيه، ويمكن لمثبطات الإنزيم أن تسد موقع الارتباط وتمنع الركيزة من الالتصاق بالموقع النشط وتقليل النشاط التحفيزي للإنزيم وترتبط المثبطات المعكوسة بالأنزيمات عبر التفاعلات غير التساهمية مثل الروابط الهيدروجينية والتلامس الكارهة للماء والروابط الأيونية.
وعند توصيلها بإنزيم لا تخضع المثبطات المعكوسة لتفاعلات كيميائية، ويمكن التخلص منها بسهولة عبر التخفيف أو غسيل الكلى، ومن ناحية أخرى، فإن المثبطات التي لا رجعة فيها كثيرًا ما تغير إنزيمًا تساهميًا، مما يمنع انعكاس التثبيط.
تثبيط المنافسة
يرتبط جزيء آخر غير الركيزة بالموقع النشط للإنزيم، مما يتسبب في تثبيط تنافسي، ويحتوي المانع (الجزيء) على تشابه بنيوي وكيميائي مع الركيزة (وبالتالي يمكنه الارتباط بالموقع النشط)، ويعيق المانع التنافسي ربط الركيزة عن طريق حظر الموقع النشط، ونظرًا لأن المانع يتنافس مع الركيزة، فإن زيادة تركيز الركيزة تقلل من إجراءات المانع.
التثبيط غير التنافسي
ترتبط مادة كيميائية بموقع آخر غير الموقع النشط في تثبيط غير تنافسي (موقع خيفي)، وعندما يرتبط المثبط بالموقع الخيفي، يخضع الموقع النشط للإنزيم لتحول هيكلي، ولم يعد الموقع النشط والركيزة يشتركان في التقارب نتيجة لهذا التغيير، مما يمنع الركيزة من الارتباط، ولن تكون مستويات الركيزة المتزايدة قادرة على عكس عمل المانع لأن المانع ليس في منافسة مباشرة مع الركيزة.
تثبيط غير قادر على المنافسة
يرتبط المثبط فقط بمركب الركيزة الإنزيم في تثبيط غير قادر على المنافسة، وفي التفاعلات التي تنطوي على ركيزتين أو أكثر من المنتجات، يكون التثبيط غير القادر على المنافسة شائعًا، ويمكن أن يحدث التثبيط غير القادر على المنافسة مع وجود الركيزة أو بدونه، بينما يتطلب التثبيط غير قادر على المنافسة تكوين مركب ركيزة إنزيم.
تطبيقات مثبطات الإنزيم
في الصناعات الدوائية والطبية، تعتبر مثبطات الإنزيم ضرورية، ويستفيد علماء الصيدلة من الفهم الأساسي لنشاط المثبط أثناء تطوير الأدوية العلاجية الجديدة، والمبيدات الحشرية مثل الملاثيون ومبيدات الأعشاب مثل الغليفوسات والمطهرات مثل التريكلوسان كلها أمثلة على مثبطات اصطناعية، ومثبطات إنزيم اصطناعي أخرى تمنع أستيل كولينستراز، وهو إنزيم يكسر أستيل كولين، ويستخدم في الحرب الكيميائية كعوامل أعصاب.
ويمكننا القول بأن المثبطات التي لا تسهم في تطوير المنتج تنفيذ المنع، ويمكن أن تؤثر المثبطات على كل من الركيزة والإنزيم، ويشار إلى وقف نشاط الإنزيم بتثبيط الإنزيم، ويمكن أن ترتبط مثبطات الإنزيم هذه بالمناطق النشطة وتوقف أو تمنع المزيد من النشاط، ويمكن أن يكون هذا الشكل من الارتباط قابلاً للعكس ولا رجوع فيه.
