Strukturelle Biochemie/Enzym/Nichtkompetitiver Hemmstoff
Nichtkompetitiver Hemmstoff kann an ein Enzym mit oder ohne Substrat an verschiedenen Stellen gleichzeitig binden. Er verändert die Konformation eines Enzyms, aber er verändert nicht die Effizienz der Bindung oder den Km-Wert. Ein nicht-kompetitiver Inhibitor bindet an das Enzym außerhalb des aktiven Zentrums und verändert die Form des Enzyms, so dass das aktive Zentrum weniger effektiv funktioniert, auch wenn das Substrat binden kann. In den meisten Fällen ist der Inhibitor reversibel. Durch die Hemmung sinkt jedoch die Umsatzzahl, d. h. die Reaktionsgeschwindigkeit nimmt ab. Da sich der Hemmstoff an das Enzym und den Enzym-Substrat-Komplex bindet, verringert sich die Konzentration des Enzyms, die für eine ordnungsgemäße Katalyse zur Verfügung steht. Weniger funktionsfähige Enzyme führen zu weniger verfügbaren aktiven Stellen und damit zu einer geringeren Vmax. Im Gegensatz zur kompetitiven Hemmung ist eine Erhöhung (der Substratkonzentration) bei der nichtkompetitiven Hemmung sinnlos.
Ein nichtkompetitiver Hemmstoff bindet an eine andere Stelle, die nicht die aktive Stelle des Enzyms ist und verändert die Struktur des Enzyms; Daher blockiert er das Enzym bei der Umwandlung des Substrats in ein Produkt, lässt aber die Bindung des Substrats weiterhin zu. Dadurch verringert sich die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion von Enzym und Substrat, was sich auch durch eine Erhöhung der Substratkonzentration nicht ändern lässt; die Bindung verringert Vmax und hat keinen Einfluss auf den Km der chemischen Reaktion.
E + I – (durch ein Substrat) → ES + I → E + P
ES + I ⇌ ESI → NR (keine Reaktion)
wobei E das Enzym, I der Inhibitor, ES der Enzym-Substrat-Komplex und P das Produkt ist. ESI ist das Molekül, nachdem der Inhibitor an den Enzym-Substrat-Komplex gebunden ist. ESI cannot form any products, so the later reaction is not allowed (or, no reaction).
Based on the Michaelis-Menten Model, KM, the concentration of the substrate when the velocity is the half of the maximum velocity (or half of the substrates at maximum velocity), remains same, but the maximum velocity is decreased.
The picture shows a double-reciprocal plot of V0 and . The x-intercept is equal to -1/Km while the y-intercept is 1/Vmax. The slope of the line is Km/Vmax. Thus, the plot shows that there is no change in Km and Vmax is decreased. Im Vergleich zur ursprünglichen Darstellung bleibt der x-Achsenabschnitt konstant, während der y-Achsenabschnitt zusammen mit der Steigung zunimmt.
File:Noncompetitive inhibitor.jpg