Ức chế allosteric (ức chế không cạnh tranh)

bên trong ức chế allosteric hoặc là ức chế không cạnh tranh Các chất ức chế liên kết với trung tâm allosteric của một enzym và theo cách này làm giảm hoạt động của nó. Sự liên kết dẫn đến sự thay đổi cấu trúc làm ngăn chặn một phần hoặc hoàn toàn chức năng của enzyme. Ức chế allosteric đang được coi là liệu pháp điều trị ung thư.

Allosteric ức chế là gì?

Sự ức chế được sử dụng trong y học để mô tả sự chậm lại, trì hoãn hoặc tắc nghẽn các quá trình sinh học. Hành động có thể đi vào bế tắc do ức chế. Trong hóa sinh, một sự ức chế thường tương ứng với một sự ức chế enzym. Loại ức chế này có thể cạnh tranh hoặc không cạnh tranh. Sự ức chế không cạnh tranh còn được gọi là sự ức chế allosteric.

Với loại ức chế này, mục đích là liên kết các chất ức chế bên ngoài các trung tâm hoạt động của quá trình bị ức chế. Các chất ức chế được sử dụng và liên kết của chúng có tác động tiêu cực đến chức năng của một enzym tham gia vào quá trình này. Các chất ức chế được sử dụng còn được gọi là chất gây hiệu ứng allosteric và, trái ngược với sự ức chế cạnh tranh của các enzym, không tích lũy ở trung tâm quá trình hoạt động mà ở các vị trí khác của enzym tương ứng. Chúng nằm ở trung tâm allosteric của enzyme và bằng cách này thay đổi cấu trúc của nó. Sự thay đổi cấu trúc này làm cho enzyme không thể hoặc ít nhất là khó khăn trong việc liên kết cơ chất với vị trí hoạt động.

Chức năng & nhiệm vụ

Enzim là thành phần thiết yếu của mọi sinh vật. Các chất riêng của cơ thể tham gia vào tất cả các quá trình trao đổi chất và xúc tác cho hầu hết các phản ứng sinh hóa. Các tế bào của cơ thể cần có những cơ chế nhất định để điều chỉnh các quá trình enzym nhằm ảnh hưởng đến hoạt động cụ thể của các enzym.

Enzyme thường được kích hoạt thông qua các sửa đổi và hoạt động của chúng được điều chỉnh. Liên kết với một số chất cũng có thể đóng một vai trò trong việc điều hòa các hoạt động của enzym. Các chất liên kết còn được gọi là chất hiệu ứng, tùy thuộc vào tác dụng của chúng lên enzym, được gọi là chất hoạt hóa hoặc chất ức chế. Chất hoạt hóa làm tăng hoạt tính của enzym và thúc đẩy phản ứng liên kết. Các chất ức chế làm giảm hoạt động của enzym và ức chế các phản ứng tương ứng.

Các chất ức chế trong trung tâm hoạt động của enzym mang lại cái được gọi là ức chế cạnh tranh và chiếm các vị trí liên kết của trung tâm hoạt động. Trong trường hợp ức chế không cạnh tranh, chất ức chế liên kết với trung tâm allosteric của một enzym nhất định và do đó làm thay đổi cấu trúc ở trung tâm hoạt động. Kết quả của các quá trình này, enzym mất một phần hoặc hoàn toàn chức năng của nó. Sự ức chế phản hồi hoặc sự ức chế sản phẩm cuối cùng là một dạng đặc biệt của loại ức chế này. Một sản phẩm của chuỗi tổng hợp ức chế một cách ngẫu nhiên một enzym tham gia vào quá trình tổng hợp.

Tất cả các loại ức chế allosteric có thể được đảo ngược. Quá trình này tương ứng với việc loại bỏ các hiệu ứng allostric. Bất kỳ sự ức chế không cạnh tranh nào đều dựa trên sự liên kết của chất ức chế I với trung tâm allosteric của enzyme E. Sự liên kết này không ảnh hưởng đến sự gắn kết cơ chất. Chất ức chế không chỉ có thể liên kết với enzym tự do, mà còn với phức hợp enzym-cơ chất của nó, vì nó không phải liên kết trong phần liên kết của enzym. Cơ chất tương ứng cũng phản ứng tương tự với phức hợp chất ức chế enzym. Tuy nhiên, phức hợp cơ chất-chất ức chế enzyme được hình thành không tách ra khỏi sản phẩm tạo thành. Trong các trường hợp ức chế không cạnh tranh riêng lẻ, hành vi cụ thể của các chất ức chế có thể sai lệch ít nhiều so với trường hợp bình thường.

Bệnh tật & ốm đau

Sự ức chế các quá trình enzym là một loại quy định quan trọng trong cơ thể con người. Ví dụ, chúng có thể bị xáo trộn bởi các khiếm khuyết di truyền, đặc biệt là do đột biến. Những đột biến như vậy có thể ảnh hưởng đến các khối xây dựng khác nhau trong cơ thể con người có vai trò ức chế enzym. Hậu quả của việc không bị ức chế có thể rất đa dạng.

Ví dụ, nồng độ axit uric tăng cao có thể liên quan đến rối loạn ức chế enzym. Nếu nồng độ axit uric trong máu tăng cao và không được đào thải đủ qua nước tiểu, muối sẽ bị lắng đọng trong khớp và do đó có thể thúc đẩy sự hình thành các nốt gút. Các tinh thể axit uric gây ra các phản ứng viêm ở da bên trong khớp, vì chúng có liên quan đến một đợt cấp tính của bệnh gút. Axit uric tăng có thể là do khiếm khuyết trong quá trình ức chế allosteric, tạo điều kiện cho tăng sinh tổng hợp cái gọi là nucleotide purine.

Thuốc ức chế allosteric không chỉ là cơ sở của các bệnh khác nhau mà hiện nay còn được y học sử dụng cho mục đích điều trị. Ví dụ, sự ức chế allosteric của BCR-ABL là một nguyên tắc điều trị hiện nay đối với bệnh bạch cầu nhiễm sắc thể dương tính. Y học hiện đại cũng sử dụng nguyên tắc ức chế allosteric trong các lĩnh vực điều trị ung thư khác. Các nhà khoa học hiện đang tìm kiếm chất ức chế trong bối cảnh nghiên cứu ung thư. Trong bối cảnh này, các nhóm nghiên cứu của Hoa Kỳ đã phát hiện ra các protein Ral chẳng hạn, có vẻ được quan tâm đặc biệt cho nghiên cứu ung thư. Tuy nhiên, vẫn chưa thể nói về một loại thuốc có thể sử dụng được. Tuy nhiên, ức chế allosteric, không cạnh tranh là một lĩnh vực sẽ giúp định hình tương lai của liệu pháp điều trị ung thư.