Alloszterikus gátlás vagy nem versenyképes gátlás esetén az inhibitorok kötődnek egy enzim alloszterikus centrumához, ezáltal csökkentve annak aktivitását. A megkötés olyan konformációs változást eredményez, amely részben vagy teljesen blokkolja az enzim működését. Az alloszterikus gátlást fontolgatják a rák.
Mi az alloszterikus gátlás?
Alloszterikus gátlás esetén az inhibitorok kötődnek egy enzim alloszterikus centrumához, ezáltal csökkentve annak aktivitását. A gátlás vagy gátlás az orvostudományban a biológiai folyamatok lelassulására, késleltetésére vagy blokkolására utal. A cselekvés így megállhat a gátlás eredményeként. A biokémiában a gátlás általában az enzim gátlásának felel meg. Ez a fajta gátlás lehet versenyképes vagy nem versenyképes. A nem versenyképes gátlást alloszterikus gátlásnak is nevezik. Ebben a típusú gátlásban az a cél, hogy az inhibitorokat megkötjük a gátolandó folyamatok aktív helyein kívül. Az alkalmazott inhibitorok és megkötésük negatívan befolyásolják a folyamatban részt vevő enzim működését. Az alkalmazott inhibitorokat alloszterikus effektoroknak is nevezik, és ellentétben az enzimek, ne az aktív folyamatközponthoz, hanem az adott enzim más helyeihez kapcsolódjon. Így az enzim alloszterikus központjában helyezkednek el, és ily módon megváltoztatják konformációját. Ez a konformációs változás lehetetlenné teszi, vagy legalábbis megnehezíti az enzim számára a szubsztrát kötését az aktív helyhez.
Funkció és feladat
Enzimek minden organizmus alapvető elemei. A test saját anyagai részt vesznek minden anyagcsere folyamatban, és katalizálják a legtöbb biokémiai reakciót. Az enzimatikus folyamatok szabályozásához a test sejtjeinek bizonyos mechanizmusokra van szükségük a specifikus aktivitás befolyásolásához enzimek. Az enzimeket gyakran aktiválják és aktivitásukat módosítások útján szabályozzák. Bizonyos anyagokhoz való kötődés azonban szerepet játszhat az enzimaktivitások szabályozásában is. A kötőanyagokat effektoroknak is nevezik, amelyeket az enzimre gyakorolt hatásuktól függően aktivátoroknak vagy inhibitoroknak neveznek. Az aktivátorok fokozzák az enzimatikus aktivitást és elősegítik a kapcsolódó reakciót. Az inhibitorok csökkentik az enzimatikus aktivitást és gátolják a megfelelő reakciókat. Az enzim aktív helyén található inhibitorok úgynevezett kompetitív gátlást váltanak ki, és elfoglalják az aktív hely kötési helyeit. Nem kompetitív gátlás esetén az inhibitorok egy adott enzim alloszterikus centrumához kötődnek, strukturális változást okozva az aktív helyen. Az enzim részben vagy teljesen elveszíti funkcióját e folyamatok eredményeként. A visszacsatolás gátlása vagy a végtermék gátlása az ilyen típusú gátlás speciális formájának számít. Ebben az esetben a szintézisláncok terméke alloszterikusan gátolja a szintézisben részt vevő enzimet. Az alloszterikus gátlás minden típusa megfordítható. Ez a folyamat az alloszterikus effektorok eltávolításának felel meg. Bármely nem kompetitív gátlás az I inhibitor kötődésén alapszik az E enzim alloszterikus centrumához. Ez a kötődés nem befolyásolja a szubsztrát kötődést. Az inhibitor nemcsak a szabad enzimhez, hanem az enzim-szubsztrát komplexéhez is képes kötődni, mivel nem kell kötődnie az enzim kötő részében. A megfelelő szubsztrát analóg módon reagál egy enzim-inhibitor komplextel is. A képződött enzim-inhibitor-szubsztrát komplex azonban nem hasítja le a kapott terméket. A nem versenyképes gátlás egyes eseteiben az inhibitorok specifikus viselkedése többé-kevésbé eltérhet a szokásos esettől.
Betegségek és rendellenességek
Az enzimatikus folyamatok gátlása létfontosságú típusú szabályozás az emberi testben. Megzavarhatják őket például genetikai hibák, így különösen mutációk. Az ilyen mutációk hatással lehetnek az emberi test különböző építőköveire, mivel szerepet játszanak az enzim gátlásában. A gátlás hiányának következményei sokfélék lehetnek. Emelt húgysavpéldául társulhat az enzimatikus gátlás rendellenességeivel.Ha a húgysav koncentráció a vér emelkedett és nem ürül ki kellőképpen a vizelettel, a sók letétbe helyezik a ízületek és így elősegítheti a köszvény csomók. A húgysav kristályok gyulladásos reakciókat okoznak a belső bélésében ízületek, akut akut rohammal társítva köszvény. A megnövekedett húgysav oka lehet az alloszterikus gátlás hibájának, amely elősegíti az úgynevezett purin nukleotidok fokozott bioszintézisét. Az alloszterikus gátlás azonban nemcsak a különféle betegségek alapját képezi, hanem ma már az orvostudomány terápiás célokra is felhasználja. Például a BCR-ABL alloszterikus gátlását a kromoszóma-pozitívak jelenlegi terápiás elvének tekintik leukémia. A modern orvostudomány az alloszterikus gátlás elvét is alkalmazza a rák terápia. Jelenleg a tudósok egyre inkább az inhibitorokkal keresik a rák kutatás. Ebben az összefüggésben az amerikai kutatócsoportok felfedezték a Ral-t fehérjékpéldául úgy tűnik, hogy különösen érdekesek a rákkutatás szempontjából. Azonban még mindig nincs jele operatív drognak. Ennek ellenére különösen az alloszterikus, nem kompetitív gátlás az a terület, amely elősegíti a rák jövőjének alakítását terápia.
