ההבדל העיקרי בין עיכוב לא תחרותי לאלוסטרי הוא שבעכבה לא תחרותית, הקצב המקסימלי של תגובה מזורזת (Vmax) יורד וריכוז המצע (Km) נשאר ללא שינוי, בעוד בעיכוב אלוסטרי, Vmax נשאר ללא שינוי ו-Km עולה.
אנזימים חיוניים לרוב התגובות המתרחשות באורגניזמים. בדרך כלל, אנזים מזרז תגובה על ידי הפחתת אנרגיית ההפעלה הנדרשת לתגובה. אבל יש לווסת אנזימים בקפידה על מנת לשלוט ברמות התוצרים הסופיים העולה לרמות לא רצויות. זה נשלט על ידי עיכוב אנזימים.מעכב אנזים הוא מולקולה שמפריעה למסלול התגובה התקין בין אנזים לסובסטרט.
אתר פעיל הוא האזור של אנזים שבו הסובסטרטים נקשרים ועוברים תגובה כימית. אתר אלוסטרי הוא המקום בו הוא מאפשר למולקולות להפעיל או לעכב את פעילות האנזים. קינטיקה של האנזים משחקת תפקיד חשוב במהלך עיכוב האנזים. קצב התגובה המקסימלי האופייני לאנזים מסוים בריכוז מסוים ידוע בתור המהירות המקסימלית או Vmax. ריכוז המצע שנותן את הקצב שהוא מחצית מ-Vmax הוא Km.
מהי עיכוב לא תחרותי?
עיכוב לא תחרותי הוא סוג של עיכוב אנזים שבו המעכב מפחית את פעילות האנזים ונקשר באותה מידה לאנזים, בין אם הוא קשור לסובסטרט או לא. במילים אחרות, עיכוב לא תחרותי הוא המקום שבו המעכב והמצע נקשרים לאנזים בכל זמן נתון. כאשר גם המצע וגם המעכב נקשרים לאנזים, הוא יוצר קומפלקס של אנזים-סובסטרט-מעכב.ברגע שהקומפלקס הזה נוצר, הוא לא יכול לייצר שום מוצר. זה יכול רק להמיר בחזרה לקומפלקס האנזים-סובסטרט או לקומפלקס המעכבים של האנזים.
איור 01: עיכוב לא תחרותי
בעיכוב לא תחרותי, למעכב יש זיקה שווה לאנזים ולקומפלקס האנזים-סובסטרט. המנגנון הנפוץ ביותר של מעכב לא תחרותי הוא קשירה הפיכה של המעכב לאתר אלוסטרי. אבל למעכב יש גם יכולת להיקשר ישירות לאתר הפעיל. דוגמה למעכב לא תחרותי היא ההמרה של פירובאט קינאז לפירובט. ההמרה של phosphoenolpyruvate לייצור פירובט מזורזת על ידי פירובט קינאז. חומצת אמינו בשם אלנין, המסונתזת מפירובאט, מעכבת את האנזים פירובאט קינאז במהלך הגליקוליזה.אלנין פועל כמעכב לא תחרותי.
מהי עיכוב אלוסטרי?
עיכוב אלוסטרי הוא סוג של עיכוב אנזים שבו המעכב מאט את פעילות האנזים על ידי השבתת האנזים וקשירה לאנזים באתר האלוסטרי. כאן, המעכב אינו מתחרה ישירות עם המצע באתר הפעיל. אבל, זה משנה בעקיפין את הרכב האנזים. לאחר שינוי הצורה, האנזים הופך ללא פעיל. לפיכך, הוא כבר לא יכול להיקשר עם המצע המתאים. זה, בתורו, מאט את היווצרותם של מוצרים סופיים.
איור 02: עיכוב אלוסטרי
עיכוב אלוסטרי מונע היווצרות של מוצרים מיותרים, ומפחית בזבוז אנרגיה.דוגמה לעיכוב אלוסטרי היא המרה של ADP ל-ATP בגליקוליזה. כאן, כאשר יש עודף ATP במערכת, ATP משמש מעכב אלוסטרי. הוא נקשר ל-phosphofructokinase, שהוא אחד האנזימים המעורבים בגליקוליזה. זה מאט את המרת ADP. כתוצאה מכך, ATP מונע ייצור מיותר של עצמו. לכן, אין צורך בייצור עודף של ATP כאשר יש כמויות נאותות.
מהם הדמיון בין עיכוב לא תחרותי לאלוסטרי?
- שני סוגי עיכובי האנזים מאטים את פעילות האנזים.
- המעכבים בשני עיכובי האנזים אינם מתחרים עם הסובסטרט באתר הפעיל.
- המעכבים משנים את הרכב האנזים בעקיפין.
- שני המעכבים משנים את צורת האנזים.
מה ההבדל בין עיכוב לא תחרותי לאלוסטרי?
בעיכוב לא תחרותי, ה-Vmax של התגובה יורד תוך השארת ערך Km ללא שינוי. לעומת זאת, בעיכוב אלוסטרי, ה-Vmax נשאר ללא שינוי, וערך ה-Km עולה. אז זה ההבדל העיקרי בין עיכוב לא תחרותי לאלוסטרי. עיכוב אלוסטרי מתמקד יותר בשימוש בכימיקלים המשנים את פעילות האנזים על ידי קשירה לאתר אלוסטרי, בעוד שמעכבים לא תחרותיים תמיד עוצרים את האנזים הפועל על ידי קשירה ישירה באתר חלופי.
האינפוגרפיקה הבאה מציגה את ההבדלים בין עיכוב לא תחרותי לאלוסטרי להשוואה זו לצד זו.
סיכום – עיכוב לא תחרותי לעומת אלוסטרי
עיכוב לא תחרותי הוא עיכוב אנזים שבו המעכב מפחית את פעילות האנזים ונקשר באותה מידה לאנזים בין אם הוא קשור לסובסטרט או לא. עיכוב אלוסטרי הוא סוג של עיכוב אנזים שבו המעכב מאט את פעילות האנזים על ידי השבתת האנזים ונקשר לאנזים באתר האלוסטרי.ההבדל העיקרי בין עיכוב לא תחרותי לאלוסטרי הוא שהקצב המרבי של תגובה מזורזת (Vmax) מופחת, וריכוז הסובסטרט (Km) נשאר ללא שינוי בעיכוב לא תחרותי בעוד ה-Vmax נשאר ללא שינוי, ו-Km גדל ב-allosteric עיכוב.
