Inhibición alostérica (inhibición no competitiva)

En el inhibición alostérica o inhibición no competitiva Los inhibidores se unen al centro alostérico de una enzima y de esta manera reducen su actividad. La unión da como resultado un cambio de conformación que bloquea parcial o completamente la función de la enzima. La inhibición alostérica se está considerando como una terapia para el cáncer.

¿Qué es la inhibición alostérica?

En medicina, la inhibición es una ralentización, retraso o bloqueo de procesos biológicos. La acción puede detenerse debido a la inhibición. En bioquímica, una inhibición suele corresponder a una inhibición enzimática. Este tipo de inhibición puede ser competitiva o no competitiva. La inhibición no competitiva también se denomina inhibición alostérica.

Con este tipo de inhibición se busca unir los inhibidores fuera de los centros activos de los procesos a inhibir. Los inhibidores utilizados y sus enlaces tienen un impacto negativo en la función de una enzima involucrada en el proceso. Los inhibidores utilizados también se conocen como efectores alostéricos y, a diferencia de la inhibición competitiva de enzimas, no se acumulan en el centro del proceso activo, sino en otras ubicaciones de la enzima respectiva. Se ubican en el centro alostérico de la enzima y de esta manera cambian su conformación. Este cambio de conformación hace que sea imposible o al menos difícil que la enzima se una a un sustrato al sitio activo.

Función y tarea

Las enzimas son componentes esenciales de todo organismo. Las propias sustancias del cuerpo están involucradas en todos los procesos metabólicos y catalizan la mayoría de las reacciones bioquímicas. Las células del cuerpo necesitan ciertos mecanismos para regular los procesos enzimáticos con el fin de influir en la actividad específica de las enzimas.

Las enzimas a menudo se activan mediante modificaciones y su actividad está regulada. La unión a determinadas sustancias también puede desempeñar un papel en la regulación de las actividades enzimáticas. Las sustancias de unión también se denominan efectores y, según su efecto sobre la enzima, se denominan activadores o inhibidores. Los activadores aumentan la actividad enzimática y promueven la reacción asociada. Los inhibidores reducen las actividades enzimáticas e inhiben las reacciones respectivas.

Los inhibidores en el centro activo de la enzima provocan lo que se conoce como inhibición competitiva y ocupan los sitios de unión del centro activo. En el caso de inhibición no competitiva, el inhibidor se une al centro alostérico de una determinada enzima y, por tanto, provoca un cambio estructural en el centro activo. Como resultado de estos procesos, la enzima pierde parcial o completamente su función. La inhibición por retroalimentación o inhibición del producto final es una forma especial de este tipo de inhibición. Un producto de cadenas sintéticas inhibe alostéricamente una enzima involucrada en la síntesis.

Todos los tipos de inhibición alostérica pueden revertirse. Este proceso corresponde a la eliminación de los efectores alóstricos. Cualquier inhibición no competitiva se basa en la unión del inhibidor I al centro alostérico de la enzima E. Esta unión no afecta la unión del sustrato. El inhibidor no solo puede unirse a la enzima libre sino también a su complejo enzima-sustrato, ya que no tiene que unirse en la parte de unión de una enzima. El sustrato respectivo también reacciona de forma análoga con un complejo enzima-inhibidor. Sin embargo, un complejo de enzima-inhibidor-sustrato formado no separa el producto resultante. En casos individuales de inhibición no competitiva, el comportamiento específico de los inhibidores puede desviarse más o menos del caso normal.

Enfermedades y dolencias

La inhibición de los procesos enzimáticos es un tipo de regulación vital en el cuerpo humano. Pueden verse perturbados, por ejemplo, por defectos genéticos, especialmente por mutaciones. Estas mutaciones pueden afectar a varios componentes básicos del cuerpo humano que desempeñan un papel en la inhibición enzimática. Las consecuencias de no estar inhibido pueden variar.

Los niveles elevados de ácido úrico, por ejemplo, pueden estar asociados con trastornos de inhibición enzimática. Si la concentración de ácido úrico en la sangre aumenta y no se excreta lo suficiente en la orina, las sales se depositan en las articulaciones y, por lo tanto, pueden promover la formación de nódulos gotosos. Los cristales de ácido úrico provocan reacciones inflamatorias en la piel interna de las articulaciones, ya que se asocian con un ataque agudo de gota. El aumento de ácido úrico puede deberse a un defecto en la inhibición alostérica, lo que favorece una mayor biosíntesis de los denominados nucleótidos purínicos.

Las inhibiciones alostéricas no solo forman la base de diversas enfermedades, sino que ahora también se utilizan en la medicina con fines terapéuticos. La inhibición alostérica de BCR-ABL es, por ejemplo, un principio terapéutico actual para la leucemia cromosómica positiva. La medicina moderna también utiliza el principio de inhibición alostérica en otras áreas de la terapia del cáncer. Actualmente, los científicos están buscando inhibidores en el contexto de la investigación del cáncer. En este contexto, grupos de investigación estadounidenses han descubierto las proteínas Ral, por ejemplo, que parecen ser de especial interés para la investigación del cáncer. Sin embargo, todavía no es posible hablar de un fármaco utilizable. No obstante, la inhibición alostérica no competitiva es un área que ayudará a dar forma al futuro de la terapia del cáncer.