Kompetitív gátlás

Azt már láttuk, hogy az enzimek katalizálják a reakciókat. Tegyük fel, hogy ez itt egy enzim, ez pedig a szubsztrátja, amely hozzákapcsolódik az enzim aktív centrumához. Mondjuk, ide kapcsolódik. Az enzimnek ezt a részét hívják aktív centrumnak, azt, ahová a szubsztrát kötődik. Ezután az enzim katalizálja a reakciót. Például elhasíthatja a szubsztrátot két kisebb molekulára. A reakció után az enzim változatlan marad, de végbement a reakció katalízise. A szubsztrát tehát széthasadt – legalábbis ebben az esetben – két kisebb molekulára. Iderajzolom: ez az egyik, ez pedig a másik. Éppen most váltak le az aktív centrumról. Miután a katalizált reakció végbement, már nem vonzódnak az aktív centrumhoz, és leválnak. Ez az enzim tehát éppen most katalizálta ezt a reakciót. Ez a videó arról szól, hogy miként gátolható mindez, és hogyan lehet ez a gátlás kompetitív. Tehát a kompetitív gátlásról lesz szó. Kompetitív... ideírom: kompetitív gátlás. A kompetitív gátlás klasszikus esete az, amikor egy molekula verseng a szubsztráttal az aktív centrum területén. A kompetitív gátlásnak nem ez az egyetlen formája, de ez az, amivel legtöbbször találkozunk a tankönyvekben. Tehát ez az enzim. Már láttuk, hogy ez a rész, amit bekarikázok, ez az aktív centrum. Ha a szubsztrátjelölt molekula bejut ide, akkor végbemegy mindaz, amit a felső ábrán látunk. Ám a klasszikus kompetitív gátlás során – legalábbis abban az esetben, amit most mutatok – megjelenik egy másik molekula, amelyik, mondjuk, így néz ki, és versenybe száll az aktív centrumért. Ha ez éri el elsőként az aktív centrumot... Mindjárt megmutatom, hogy mi történik. Itt van tehát az enzim, és itt a másik molekula (nem a szubsztrátjelölt), és ez kapcsolódik először az aktív centrumhoz. A szubsztrátjelölt pedig, – az, amelyiknek az átalakulását az enzim katalizálta volna – nem képes megkötődni, és a reakció nem megy végbe. Ebből világosan látható, hogy versengenek az enzimért, jelen esetben az aktív centrumért. A kompetitív gátlásnak nem ez az egyetlen formája. A kompetitív gátlás egy másik típusa az allosztérikus kompetitív gátlás. Ezt leírom. Tehát allosztérikus kompetitív gátlás. Az allosztérikus hely egy másik molekularészlet, az aktív centrumon kívül. Az allosztérikus kompetitív gátlás vagy kompetitív allosztérikus gátlás (nevezzük bárhogyan), azt jelenti, hogy a vetélytárs nem az aktív centrumhoz kötődik, hanem egy másik helyhez, amit allosztérikus helynek nevezünk. Ekkor tehát a vetélytárs például ide kötődhet, ez láthatóan nem az aktív centrum. A vetélytársat így jelölhetjük. Nem az aktív centrumhoz kapcsolódott, de a megkötődése azt eredményezi, hogy az aktív centrum nem tudja megkötni a szubsztrátjelöltet. Az eredmény tehát most is ugyanaz: az, hogy ez a molekula nem tud megkötődni. De ha ez kötődik meg elsőként... Lerajzolom ezt a lehetőséget is. Tehát ha a szubsztrátjelölt kötődik meg előbb, akkor a vetélytárs az, aki nem tud megkötődni. Ebben az esetben tehát, ha a szubsztrát oda tud férkőzni az aktív centrumhoz, akkor a vetélytárs nem tud megkötődni. Tehát versenyeznek. Ide felülre rajzolom a vetélytársat. Azé az enzim, aki elsőként eléri. Most a vetélytárs nem tud megkötődni. Ez ugyanígy igaz a kompetitív gátlásra is, amikor versengenek az aktív centrumért. Ha a vetélytárs ér oda elsőként, akkor a szubsztrátjelölt nem fér oda, és a reakció katalízise nem megy végbe. Ha pedig a szubsztrátjelölt ér oda elsőként, akkor a gátlóanyag nem fér oda. Ilyenkor az történik, mint a felső ábrán, hiszen a szubsztrát ért oda elsőként, ezért a vetélytárs nem tud megkötődni az aktív centrumhoz. Allosztérikus kompetitív gátlás esetén is verseny zajlik az enzimért. Csak egyikük nyerhet. Ha egyikük elsőként ér az enzimhez, akkor a másik nem tud odaférkőzni. Versengenek az enzimért, de a vetélytárs (amelyik nem szubsztrát), ilyenkor egy allosztérikus helyen hat. Az allosztérikus helyhez kötődve megváltoztatja az enzim konformációját, így az aktív centrum nem köti meg a szubsztrátot. Ezt különösen hangsúlyozom, mivel először én is belezavarodtam. Gyakran zavart okoz, és még az interneten is olvasható az, hogy az allosztérikus gátlásra azt mondják, hogy nonkompetítív, mivel nem zajlik verseny az aktív centrumért. Ám valójában nem ez a helyzet. A nonkompetitív gátlás esetében – az egész következő videó a nonkompetitív gátlásról fog szólni – a nonkompetitív gátlás esetében a gátlóanyag mindenképpen meg tud kötődni, függetlenül attól, hogy a szubsztrát megkötődött-e vagy sem, de ha a gátlóanyag tényleg megkötődik, akkor megakadályozza a reakciót. Megváltoztatja a fehérje konformációját, így az nem katalizálja a reakciót. Tehát ha nonkompetitív, akkor együtt is megkötődhetnek, de ha jelen van a gátlóanyag, akkor a reakció nem megy végbe. Kompetitív gátlás esetén, akár allosztérikus, akár nem allosztérikus kompetitív gátlásról van szó, a szubsztrát és a gátlóanyag közül csak az egyik tud megkötődni. Versenyeznek az enzimért.