O que bloqueia a atividade da enzima ao se ligar ao local ativo de uma enzima?

As enzimas são máquinas tridimensionais que possuem um sítio ativo, que reconhece substratos com formatos específicos. Se um produto químico inibe a enzima ligando-se ao sítio ativo, isso é um sinal claro de que o produto químico está na categoria de inibidores competitivos, em oposição aos inibidores não competitivos. No entanto, existem sutilezas dentro da categoria de inibidores competitivos, uma vez que alguns podem ser inibidores reversíveis, enquanto outros são inibidores irreversíveis. Por último, uma terceira classe de inibidores mistos adiciona uma torção à categorização de inibidores competitivos.

Uma substância química que bloqueia a atividade da enzima ligando-se ao sítio ativo é chamada de inibidor competitivo. Esses tipos de produtos químicos têm formas semelhantes com o substrato da enzima. Essa semelhança permite que a substância química compita com o substrato por quem se liga ao sítio ativo da enzima. A ligação do inibidor competitivo ou do substrato à enzima é um processo de um ou outro - apenas um deles pode caber em um determinado momento.

Alguns inibidores competitivos são chamados de inibidores reversíveis, o que significa que eles se ligam ao sítio ativo, mas podem cair com relativa facilidade. No caso de inibidores competitivos reversíveis, aumentando a concentração de substrato no mistura de reação pode impedir o inibidor - sim, inibindo o inibidor - de se ligar à enzima por muito tempo. A afinidade, ou atração, do inibidor e da enzima não muda, mas suas interações se tornam menos frequentes. Mais substrato significa que, a qualquer momento, mais moléculas de enzima estarão ligadas ao substrato do que ao inibidor. Diz-se que o substrato supera o inibidor.

Os inibidores competitivos também podem ser inibidores irreversíveis, o que significa que eles formam uma ligação covalente com o sítio ativo ou formam uma interação que é tão forte que o inibidor raramente cai. Uma ligação covalente é quando dois átomos compartilham elétrons para formar uma ligação física. O antibiótico penicilina é um exemplo de inibidor competitivo irreversível. As bactérias precisam de uma enzima chamada glicopeptídeo transpeptidase para fazer a ligação cruzada das fibras em sua parede celular. A penicilina se liga ao sítio ativo dessa enzima por meio de uma ligação covalente e evita que o substrato se ligue.

Os inibidores que se ligam ao sítio ativo da enzima são chamados de inibidores competitivos e aqueles que se ligam a outros sítios são chamados de inibidores não competitivos. No entanto, existe outra classe de inibidores, chamados de inibidores mistos, que podem ligar qualquer um dos sítio ativo antes que o substrato chegue lá ou o complexo enzima-substrato após o substrato ter apegado. Os inibidores mistos podem ligar-se à enzima antes de o substrato se ligar ou podem ligar-se depois que o substrato se liga. Ambos os casos resultam em uma enzima inativa. Assim, os inibidores mistos são eficazes contra enzimas em qualquer concentração de substrato.