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Kinetik der Enzymhemmung

Unterscheidung zwischen reversibler und irreversibler Enzymhemmung

Die Unterscheidung zwischen irreversibler und reversibler Hemmung ist für die Ermittlung des Reaktionsablaufes wichtig. Grundsätzlich ist eine Entscheidung einfach, wenn eine kovalente (und damit in der Regel irreversible) Reaktion des Enzyms mit dem Liganden chemisch auszuschließen oder aufgrund bestimmter Moleküleigenschaften zu erwarten ist. Allerdings ist zu beachten, dass z.B. Suizid-Substrate aufgrund ihrer Substratanalogie binden, ohne eine kovalente Bindung einzugehen. Eine irreversible Enzymhemmung tritt auch dann ein, wenn nicht-kovalente Bindungen sehr fest sind (z.B. Kd unter 1010 mol/L).

Folgende experimentelle Möglichkeiten der Unterscheidungen sind möglich:

  • Physikalische Abtrennung des Hemmstoffes, z.B. Ultrazentrifugation, Gelfiltration, etc. möglich → Wiederherstellung der Enzymaktivität → in der Regel reversible Hemmung.
  • Messung der Enzymaktivität der Enzym-Hemmstoff-Mischung vor und nach einer definierten Verdünnung. Ein kovalent gebundener Hemmstoff führt beispielsweise bei Verdünnung der Mischung zu einer entsprechenden Verringerung der Enzymaktivität; ist der Hemmstoff nicht-kovalent gebunden, führt die Verdünnung zu einer Ablösung des Hemmstoffes und zu einem weniger starken Aktivitätsverlust.
  • Bestimmung der Zeitabhängigkeit der Hemmwirkung. Ein reversibler Hemmstoff bewirkt eine augenblickliche Verminderung der Enzymaktivität auf einen bestimmten Wert, der sich über die Zeit nicht mehr ändert. Bei einer irreversiblen Hemmung nimmt die Enzymaktivität exponentiell ab.
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