Biochemie: Enzyme

Die Anwesenheit von kompetitiven Inhibitoren führt zu einer Zunahme von K_m, sie verändert jedoch nicht v_max.

Erhöht man bei gleich bleibender Hemmstoffkonzentration [I] die [S], nimmt die Wahrscheinlichkeit zu, dass sich ES anstelle von EI bildet. Bei genügend hoher [S] ist die [EI] folglich vernachlässigbar gering.

--> Eine kompetitive Hemmung kann durch Erhöhung der [S] aufgehoben werden.

Ein nicht-kompetitiver Inhibitor nimmt keinen - oder nur wenig - Einfluss auf die Substratbindungsstelle, blockiert aber Folgereaktionen.

--> Keine Konkurrenz zwischen Substrat und Hemmstoff bei der Wechselwirkung mit dem Enzym.
--> Substrat und Hemmstoff interagieren mit verschiedenen Bindungsstellen.

Nicht-kompetitive Inhibitoren reduzieren V_max eines Enzyms, verändern aber K_m in der Regel nicht, d.h. die Affinität des Enzyms zum Substrat bleibt unverändert (seltener Hemmtyp).

Neben den reversibel bindenden Inhibitoren, gibt es auch eine Reihe von physiologischen Inhibitoren, die kovalent an das aktive Zentrum eines Enzyms binden und es dadurch dauerhaft (irreversibel) hemmen.

Eine grosse Zahl solcher irreversibler Inhibitoren befinden sich im Plasma von Säugern: bis zu 10% aller Plasmaproteine wirken als Proteaseinhibitoren! Sie sorgen dafür, dass nach einer Infektion mit nachfolgender Ausschüttung von grossen Mengen an Proteasen (z.B. der Leukozyten-Elastase), diese nicht ungehemmt alle extrazellulären Proteine abbauen.

Es ist ein Enzymgift. Diisopropylfluorophosphat (DFP) bindet kovalent an die Acetylcholinesterase (AChE) und hemmt diese irreversibel. Wird Acetylcholin auf Grund einer Hemmung der AChE nicht rasch genug entfernt, kommt es zur Dauerstimulation von Muskelgewebe mit nachfolgender Atemlähmung und Tod. DFP-verwandte Verbindungen werden als Insektizide ... und Nervengifte (Sarin, Tabun) eingesetzt.! 

Schwermetallionen: Hg²⁺ ; Ag²⁺ ; Cd²⁺ ; Pb²⁺

Bsp. Hg²⁺: Quecksilber bindet mit hoher Affinität an SH Gruppen (Cystein oft im aktiven Zentrum) von Proteinen und hemmt so deren biologische Aktivität.