Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Рисунок, на котором сравниваются три типа ингибиторов ферментов и то, как они работают в отношении сайтов связывания субстрата и сайтов связывания ингибиторов.
Сайт связывания фермента, который обычно связывает субстрат, может альтернативно связывать конкурентный ингибитор , предотвращая доступ к субстрату. Дигидрофолатредуктаза ингибируется метотрексатом, который предотвращает связывание его субстрата, фолиевой кислоты . Сайт связывания выделен синим, ингибитор - зеленым, а субстрат - черным. ( PDB : 4QI9 )

Ингибитор фермента представляет собой молекулу , которая связывается с ферментом и снижает его активность . Связываясь с активными центрами ферментов, ингибиторы снижают совместимость субстрата и фермента, что приводит к ингибированию образования комплексов фермент-субстрат, предотвращая катализ реакций и уменьшая (иногда до нуля) количество продукта, производимого реакция. Можно сказать, что по мере увеличения концентрации ингибиторов ферментов скорость активности ферментов снижается, и, таким образом, количество продуцируемого продукта обратно пропорционально концентрации молекул ингибитора. Поскольку блокирование активности фермента может убить патоген или скорректировать метаболизм.нарушение баланса, многие препараты являются ингибиторами ферментов. Они также используются в пестицидах . Не все молекулы, связывающиеся с ферментами, являются ингибиторами; Активаторы ферментов связываются с ферментами и повышают их ферментативную активность , в то время как субстраты ферментов связываются и превращаются в продукты в нормальном каталитическом цикле фермента.

Связывание ингибитора может препятствовать проникновению субстрата в активный центр фермента и / или мешать ферменту катализировать его реакцию. Связывание ингибитора может быть обратимым или необратимым. Необратимые ингибиторы обычно реагируют с ферментом и изменяют его химически (например, через образование ковалентной связи ). Эти ингибиторы модифицируют ключевые аминокислотные остатки, необходимые для ферментативной активности. Напротив, обратимые ингибиторы связываются нековалентно, и в зависимости от того, связываются ли эти ингибиторы с ферментом , комплексом фермент-субстрат или с обоими , возникают различные типы ингибирования .

Многие молекулы лекарств являются ингибиторами ферментов, поэтому их открытие и улучшение являются активной областью исследований в области биохимии и фармакологии . [1] О лекарственном ингибиторе фермента часто судят по его специфичности (отсутствие связывания с другими белками) и его эффективности ( константа диссоциации , которая указывает на концентрацию, необходимую для ингибирования фермента). Высокая специфичность и эффективность гарантируют, что лекарство будет иметь мало побочных эффектов и, следовательно, низкую токсичность .

Ингибиторы ферментов также встречаются в природе и участвуют в регуляции метаболизма . Например, ферменты метаболического пути могут подавляться продуктами, расположенными ниже по цепочке. Этот тип отрицательной обратной связи замедляет производственную линию, когда продукты начинают накапливаться, и является важным способом поддержания гомеостаза в клетке . Другими ингибиторами клеточных ферментов являются белки, которые специфически связываются с ферментом-мишенью и ингибируют его. Это может помочь контролировать ферменты, которые могут повредить клетку, такие как протеазы или нуклеазы . Хорошо известным примером этого является ингибитор рибонуклеазы , который связывается срибонуклеазы в одном из самых тесных известных межбелковых взаимодействий . [2] Природные ингибиторы ферментов также могут быть ядами и используются в качестве защиты от хищников или как средства убийства добычи.

Обратимые ингибиторы [ править ]

Типы обратимых ингибиторов [ править ]

Обратимые ингибиторы присоединяются к ферментам с помощью нековалентных взаимодействий, таких как водородные связи , гидрофобные взаимодействия и ионные связи . Множественные слабые связи между ингибитором и активным центром в совокупности обеспечивают прочное и специфическое связывание. В отличие от субстратов и необратимых ингибиторов обратимые ингибиторы обычно не подвергаются химическим реакциям при связывании с ферментом и могут быть легко удалены путем разбавления или диализа .

Существует четыре типа обратимых ингибиторов ферментов. Они классифицируются по влиянию изменения концентрации субстрата фермента на ингибитор. [3] [4] [5]

Типы торможения. Эта классификация была введена В. В. Клеландом . [6]
  • При конкурентном ингибировании субстрат и ингибитор не могут связываться с ферментом одновременно, как показано на рисунке справа. Обычно это происходит из-за того, что ингибитор имеет сродство к активному центру фермента, с которым также связывается субстрат; субстрат и ингибитор конкурируют за доступ к активному центру фермента. Этот тип ингибирования можно преодолеть с помощью достаточно высоких концентраций субстрата ( V max остается постоянным), т. Е. Вытесняя ингибитор. Однако кажущийся K m будет увеличиваться, поскольку для достижения точки K m , или половины V max, требуется более высокая концентрация субстрата.. Конкурентные ингибиторы часто похожи по структуре на реальный субстрат (см. Примеры ниже).
  • При неконкурентном ингибировании ингибитор связывается только с комплексом субстрат-фермент. Этот тип ингибирования приводит к уменьшению V max (максимальная скорость уменьшается в результате удаления активированного комплекса) и K m к уменьшению (из-за лучшей эффективности связывания в результате принципа Ле Шателье и эффективного устранения комплекса ES, таким образом уменьшая K m, что указывает на более высокую аффинность связывания).
  • При неконкурентном ингибировании связывание ингибитора с ферментом снижает его активность, но не влияет на связывание субстрата. В результате степень ингибирования зависит только от концентрации ингибитора. V max будет уменьшаться из-за невозможности протекания реакции столь же эффективно, но K m останется таким же, поскольку фактическое связывание субстрата, по определению, по-прежнему будет функционировать должным образом.
  • При смешанном ингибировании ингибитор может связываться с ферментом одновременно с субстратом фермента. Однако связывание ингибитора влияет на связывание субстрата, и наоборот. Этот тип ингибирования можно уменьшить, но не преодолеть путем увеличения концентрации субстрата. Хотя ингибиторы смешанного типа могут связываться в активном центре, этот тип ингибирования обычно является результатом аллостерического эффекта, когда ингибитор связывается с другим сайтом фермента. Связывание ингибитора с этим аллостерическим сайтом изменяет конформацию (т.е. третичную структуру или трехмерную форму) фермента, так что сродство субстрата к активному сайту снижается.

Эти типы также можно различить по влиянию увеличения концентрации субстрата [S] на степень ингибирования, вызываемого данным количеством ингибитора. Для конкурентного ингибирования степень ингибирования снижается с увеличением [S], для неконкурентного ингибирования степень ингибирования не изменяется, а для неконкурентного (также называемого антиконкурентным) ингибирования степень ингибирования увеличивается с [S]. [7]

Количественное описание обратимого торможения [ править ]

Обратимое ингибирование можно количественно описать с точки зрения связывания ингибитора с ферментом и с комплексом фермент-субстрат, а также его влияния на кинетические константы фермента. В классической схеме Михаэлиса-Ментен, представленной ниже, фермент (E) связывается со своим субстратом (S) с образованием фермент-субстратного комплекса ES. После катализа этот комплекс распадается с высвобождением продукта P и свободного фермента. Ингибитор (I) может связываться либо с E, либо с ES с константами диссоциации K i или K i 'соответственно.

  • Конкурентные ингибиторы могут связываться с E, но не с ES. Конкурентное ингибирование увеличивает K m (т. Е. Ингибитор препятствует связыванию субстрата), но не влияет на V max (ингибитор не препятствует катализу ES, поскольку он не может связываться с ES).
  • Неконкурентные ингибиторы связываются с ES. Неконкурентное ингибирование снижает как K m ', так и' V max . Ингибитор влияет на связывание субстрата, увеличивая сродство фермента к субстрату (уменьшая K m ), а также препятствуя катализу (уменьшает V max ).
  • Неконкурентные ингибиторы имеют идентичное сродство к E и ES ( K i = K i '). Неконкурентное ингибирование не изменяет K m (т. Е. Не влияет на связывание субстрата), но снижает V max (т. Е. Связывание ингибитора затрудняет катализ).
  • Ингибиторы смешанного типа связываются как с E, так и с ES, но их сродство к этим двум формам фермента различно ( K i ≠ K i '). Таким образом, ингибиторы смешанного типа препятствуют связыванию субстрата (увеличивают K m ) и препятствуют катализу в комплексе ES (уменьшают V max ).
Кинетическая схема обратимых ингибиторов ферментов

Когда фермент имеет несколько субстратов, ингибиторы могут проявлять различные типы ингибирования в зависимости от того, какой субстрат рассматривается. Это является результатом того, что активный сайт содержит два разных сайта связывания внутри активного сайта, по одному для каждого субстрата. Например, ингибитор может конкурировать с субстратом A за первый сайт связывания, но быть неконкурентным ингибитором по отношению к субстрату B во втором сайте связывания. [8]

Измерение констант диссоциации обратимого ингибитора [ править ]

Как отмечалось выше, ингибитор фермента характеризуется двумя константами диссоциации , K i и K i ', для фермента и комплекса фермент-субстрат, соответственно. Константу фермента-ингибитора K i можно непосредственно измерить различными методами; одним чрезвычайно точным методом является калориметрия изотермического титрования , при которой ингибитор титруется до раствора фермента и измеряется выделяющееся или поглощенное тепло. [9] Однако другую константу диссоциации K i 'трудно измерить напрямую, поскольку комплекс фермент-субстрат является недолговечным и претерпевает химическую реакцию с образованием продукта. Следовательно,K i 'обычно измеряется косвенно, путем наблюдения активности фермента при различных концентрациях субстрата и ингибитора и подгонки данных [10] к модифицированному уравнению Михаэлиса-Ментен.

где модифицирующие факторы α и α 'определяются концентрацией ингибитора и его двумя константами диссоциации

Таким образом, в присутствии ингибитора эффективные K m и V max фермента становятся (α / α ') K m и (1 / α') V max , соответственно. Однако модифицированное уравнение Михаэлиса-Ментен предполагает, что связывание ингибитора с ферментом достигло равновесия, что может быть очень медленным процессом для ингибиторов с суб-наномолярными константами диссоциации. В этих случаях обычно более практично рассматривать ингибитор сильного связывания как необратимый ингибитор (см. Ниже); тем не менее, можно по-прежнему оценить K i 'кинетически, если K i измеряется независимо.

Эффекты различных типов ингибиторов обратимых фермента на ферментативной активности можно визуализировать с помощью графического представления уравнения Михаэлиса-Ментно, таких как Лайнуивер-Бурка , Eadie-Хофстее участки или Хейнс-Вульф участков . Например, на графиках Лайнуивера-Берка справа линии конкурентного ингибирования пересекаются по оси y , показывая, что такие ингибиторы не влияют на V max . Точно так же линии неконкурентного ингибирования пересекаются по оси x , показывая, что эти ингибиторы не влияют на K m . Однако может быть трудно оценить K i и Ki 'точно по таким графикам [11], поэтому рекомендуется оценивать эти константы, используя более надежные методы нелинейной регрессии , как описано выше.

Обратимые ингибиторы [ править ]

Традиционно обратимые ингибиторы ферментов классифицируются как конкурентные, неконкурентные или неконкурентные, в зависимости от их влияния на K m и V max.. Эти различные эффекты являются результатом связывания ингибитора с ферментом E, с комплексом фермент-субстрат ES или с обоими, соответственно. Разделение этих классов возникает из-за проблемы их происхождения и приводит к необходимости использовать две разные константы привязки для одного события привязки. Связывание ингибитора и его влияние на ферментативную активность - две совершенно разные вещи, это еще одна проблема, которую традиционные уравнения не могут признать. При неконкурентном ингибировании связывание ингибитора приводит только к 100% -ному ингибированию фермента и не учитывает возможность чего-либо промежуточного. [12]Распространенная форма термина ингибитора также скрывает взаимосвязь между связыванием ингибитора с ферментом и его отношением к любому другому члену связывания, будь то уравнение Михаэлиса-Ментен или кривая доза-ответ, связанная со связыванием лигандного рецептора. Чтобы продемонстрировать взаимосвязь, можно сделать следующую перестановку:

Эта перегруппировка демонстрирует, что, как и в уравнении Михаэлиса-Ментен, максимальная скорость реакции зависит от доли популяции фермента, взаимодействующей с его субстратом.

доля популяции ферментов, связанная субстратом

фракция популяции фермента, связанная ингибитором

Эффект ингибитора является результатом процента популяции фермента, взаимодействующего с ингибитором. Единственная проблема с этим уравнением в его нынешней форме состоит в том, что оно предполагает абсолютное ингибирование фермента связыванием ингибитора, хотя на самом деле может иметь место широкий диапазон эффектов от 100% ингибирования перехода субстрата до всего> 0%. Чтобы учесть это, уравнение можно легко изменить, чтобы учесть различные степени ингибирования, включив член дельта V max .

или же

Этот термин затем может определять остаточную ферментативную активность, присутствующую, когда ингибитор взаимодействует с отдельными ферментами в популяции. Однако включение этого члена имеет дополнительную ценность, поскольку допускает возможность активации, если вторичный член V max оказывается выше, чем начальный член. Чтобы также учесть возможность активации, обозначение можно затем переписать, заменив ингибитор «I» на термин-модификатор, обозначенный здесь как «X».

Хотя эта терминология приводит к упрощенному способу рассмотрения кинетических эффектов, связанных с максимальной скоростью уравнения Михаэлиса-Ментен, она подчеркивает потенциальные проблемы с термином, используемым для описания эффектов, связанных с K m . К м , относящиеся к сродства фермента к субстрату должны в большинстве случаев относятся к возможным изменениям в сайте связывания фермента , который будет непосредственно результата ферментативных ингибиторов взаимодействий. Таким образом, термин, аналогичный предложенному выше для модуляции V max, должен быть подходящим в большинстве ситуаций: [13]

Особые случаи [ править ]

  • Механизм частично конкурентного ингибирования аналогичен неконкурентному, за исключением того, что комплекс EIS обладает каталитической активностью, которая может быть ниже или даже выше (частично конкурентная активация), чем у комплекса фермент-субстрат (ES). Это ингибирование обычно отображает более низкое значение V max , но неизменное значение K m . [14]
  • Неконкурентное ингибирование происходит, когда ингибитор связывается только с комплексом фермент-субстрат, а не со свободным ферментом; комплекс EIS каталитически неактивен. Этот режим ингибирования встречается редко и вызывает уменьшение как V max, так и значения K m . [14]
  • Ингибирование субстрата и продукта - это когда субстрат или продукт ферментативной реакции подавляют активность фермента. Это торможение может следовать конкурентным, неконкурентным или смешанным моделям. При ингибировании субстрата наблюдается прогрессирующее снижение активности при высоких концентрациях субстрата. Это может указывать на наличие двух сайтов связывания субстрата в ферменте. [15] При низком содержании субстрата сайт с высоким сродством занят и наблюдается нормальная кинетика . Однако при более высоких концентрациях второй сайт ингибирования становится занятым, ингибируя фермент. [16] Ингибирование продукта часто является регуляторной особенностью метаболизма и может быть формой отрицательной обратной связи .
  • Медленное ингибирование происходит, когда исходный комплекс фермент-ингибитор EI подвергается изомеризации во второй, более прочно удерживаемый комплекс, EI *, но общий процесс ингибирования обратим. Это проявляется в медленно увеличивающемся ингибировании ферментов. В этих условиях традиционная кинетика Михаэлиса – Ментен дает ложное значение K i , которое зависит от времени. [17] Истинное значение K i может быть получено посредством более сложного анализа констант скорости включения ( k on ) и выключения ( k off ) ассоциации ингибитора. См. Необратимое ингибирование ниже для получения дополнительной информации.
Ингибитор протеазы ВИЧ-1 на основе пептидов ритонавир
Непептидный ингибитор протеазы ВИЧ-1 типранавир
  • Ингибиторы би-субстратных аналогов представляют собой ингибиторы с высоким сродством и селективностью, которые могут быть получены для ферментов, которые катализируют бимолекулярные реакции, улавливая энергию связывания каждого субстрата в одну молекулу. [18] [19] Например, в реакциях переноса формила при биосинтезе пурина, мощный мультисубстратный ингибитор аддукта (MAI) к GAR TFase был получен синтетически путем связывания аналогов субстрата глицинамид рибонуклеотида (GAR) и N-10 -формилтетрагидрофолатный кофактор вместе для получения тиоглицинамид рибонуклеотиддидеазафолата (TGDDF) [20] или ферментативно из природного субстрата GAR с образованием GDDF. [21]Здесь субнаномолярная константа диссоциации (KD) TGDDF была больше, чем предполагалось, предположительно из-за полученных энтропийных преимуществ и / или положительных взаимодействий, приобретенных через атомы, связывающие компоненты. Также было обнаружено, что MAI продуцируются в клетках в результате реакции пролекарств, таких как изониазид [22] или лигандов-ингибиторов ферментов (например, PTC124 ) [23], с клеточными кофакторами, такими как НАДН и АТФ соответственно.

Примеры обратимых ингибиторов [ править ]

Поскольку ферменты эволюционировали, чтобы прочно связывать свои субстраты, а большинство обратимых ингибиторов связываются в активном центре ферментов, неудивительно, что некоторые из этих ингибиторов поразительно похожи по структуре на субстраты своих мишеней. Яркими примерами являются ингибиторы DHFR. Другим примером этих имитаторов субстрата являются ингибиторы протеазы , очень успешный класс антиретровирусных препаратов, используемых для лечения ВИЧ . [24] Структура ритонавира , ингибитора протеазы на основе пептида и содержащего три пептидные связи., показан справа. Поскольку этот препарат похож на белок, который является субстратом протеазы ВИЧ, он конкурирует с этим субстратом в активном центре фермента.

Ингибиторы ферментов часто предназначены для имитации переходного состояния или промежуточного продукта реакции, катализируемой ферментами. Это гарантирует, что ингибитор использует стабилизирующий эффект переходного состояния фермента, что приводит к более высокой аффинности связывания (более низкий K i ), чем конструкции на основе субстрата. Примером такого ингибитора переходного состояния является противовирусный препарат осельтамивир ; этот препарат имитирует планарный характер кольцевого иона оксония в реакции вирусного фермента нейраминидазы . [25]

Однако не все ингибиторы основаны на структуре субстратов. Например, слева показана структура другого ингибитора протеазы ВИЧ, типранавира . Эта молекула не основана на пептиде и не имеет очевидного структурного сходства с белковым субстратом. Эти непептидные ингибиторы могут быть более стабильными, чем ингибиторы, содержащие пептидные связи, поскольку они не будут субстратами для пептидаз и с меньшей вероятностью будут разлагаться. [26]

При разработке лекарств важно учитывать концентрации субстратов, которым подвергаются целевые ферменты. Например, некоторые ингибиторы протеинкиназы имеют химическую структуру, аналогичную аденозинтрифосфату., один из субстратов этих ферментов. Однако лекарствам, которые являются простыми конкурентными ингибиторами, придется конкурировать с высокими концентрациями АТФ в клетке. Протеинкиназы также могут подавляться конкуренцией в сайтах связывания, где киназы взаимодействуют со своими субстратными белками, и большинство белков присутствует внутри клеток в концентрациях, намного меньших, чем концентрация АТФ. Как следствие, если два ингибитора протеинкиназы связываются в активном сайте со сходной аффинностью, но только один должен конкурировать с АТФ, то конкурентный ингибитор в сайте связывания белка будет более эффективно ингибировать фермент. [27]

Необратимые ингибиторы [ править ]

Типы необратимого торможения (ковалентная инактивация) [ править ]

Реакция необратимого ингибитора диизопропилфторфосфата (DFP) с сериновой протеазой

Необратимые ингибиторы обычно ковалентно модифицируют фермент, поэтому ингибирование не может быть отменено. Необратимые ингибиторы часто содержат реактивные функциональные группы, такие как азотистые иприты , альдегиды , галогеналканы , алкены , акцепторы Михаэля , фенилсульфонаты или фторфосфонаты . Эти нуклеофильные группы реагируют с боковыми цепями аминокислот с образованием ковалентных аддуктов . Модифицированными остатками являются остатки с боковыми цепями, содержащими нуклеофилы, такие как гидроксил или сульфгидрил.группы; к ним относятся аминокислоты серин (как в DFP , справа), цистеин , треонин или тирозин . [28]

Необратимое ингибирование отличается от необратимой инактивации ферментов. Необратимые ингибиторы обычно специфичны для одного класса ферментов и не инактивируют все белки; они действуют не за счет разрушения структуры белка, а за счет специфического изменения активного сайта своей мишени. Например, экстремальные значения pH или температуры обычно вызывают денатурацию всей структуры белка , но это неспецифический эффект. Точно так же некоторые неспецифические химические обработки разрушают структуру белка: например, нагревание в концентрированной соляной кислоте гидролизует пептидные связи, удерживающие белки вместе, высвобождая свободные аминокислоты. [29]

Необратимые ингибиторы проявляют зависящее от времени ингибирование, и поэтому их эффективность не может быть охарактеризована значением IC 50 . [30] [31] Это связано с тем, что количество активного фермента при данной концентрации необратимого ингибитора будет различным в зависимости от того, как долго ингибитор предварительно инкубируется с ферментом. Вместо этого используются значения k obs / [ I ], [32] где k obs - наблюдаемая скорость инактивации псевдопервого порядка (полученная путем построения логарифма% активности в зависимости от времени), а [ I ] - концентрация ингибитора. . К набл / [ I] параметр действителен до тех пор, пока ингибитор не насыщает связывание с ферментом (в этом случае k obs = k inact ).

Анализ необратимого торможения [ править ]

Кинетическая схема для необратимых ингибиторов

Как показано на рисунке справа, необратимые ингибиторы имеют короткий случай, когда они образуют обратимый нековалентный комплекс с ферментом (EI или ESI), который затем вступает в реакцию с образованием ковалентно модифицированного «тупикового комплекса» EI * ( необратимый ковалентный комплекс). Скорость, с которой формируется EI *, называется скоростью инактивации или k inact . Поскольку образование EI может конкурировать с ES, связывание необратимых ингибиторов можно предотвратить путем конкуренции либо с субстратом, либо со вторым обратимым ингибитором. Этот защитный эффект является убедительным свидетельством специфической реакции необратимого ингибитора с активным центром.

Стадии связывания и инактивации этой реакции исследуют путем инкубации фермента с ингибитором и анализа количества активности, остающейся с течением времени. Активность будет уменьшаться в зависимости от времени, обычно после экспоненциального спада . Подгонка этих данных к уравнению скорости дает скорость инактивации при данной концентрации ингибитора. Это делается при нескольких различных концентрациях ингибитора. Если задействован обратимый комплекс EI, скорость инактивации будет насыщенной, и аппроксимация этой кривой даст k inact и K i . [33]

Другой метод, который широко используется в этих анализах, - это масс-спектрометрия . Здесь точное измерение массы немодифицированного нативного фермента и инактивированного фермента дает увеличение массы, вызванное реакцией с ингибитором, и показывает стехиометрию реакции. [34] Обычно это делается с помощью масс-спектрометра MALDI-TOF . В дополнительном методе фингерпринт пептидной массы включает расщепление природного и модифицированного белка протеазой, такой как трипсин . Это даст набор пептидов.которые можно проанализировать с помощью масс-спектрометра. Пептид, масса которого изменяется после реакции с ингибитором, будет пептидом, который содержит сайт модификации.

Особые случаи [ править ]

Химический механизм необратимого ингибирования орнитиндекарбоксилазы DFMO. Пиридоксаль-5'-фосфат (Py) и фермент (E) не показаны. Взято из [35]

Не все необратимые ингибиторы образуют ковалентные аддукты со своими ферментными мишенями. Некоторые обратимые ингибиторы настолько прочно связываются со своим целевым ферментом, что они по существу необратимы. Эти ингибиторы с сильным связыванием могут демонстрировать кинетику, аналогичную ковалентным необратимым ингибиторам. В этих случаях некоторые из этих ингибиторов быстро связываются с ферментом в низкоаффинном комплексе EI, который затем претерпевает более медленную перегруппировку в очень прочно связанный комплекс EI * (см. Рисунок выше). Такое кинетическое поведение называется медленным связыванием. [36] Эта медленная перестройка после связывания часто включает конформационные изменения, поскольку фермент «зажимает» молекулу ингибитора. Примеры медленных связывания ингибиторов включают в себя некоторые важные лекарственные средства, такой метотрексат , [37] аллопуринол , [38] и активированная форма ацикловира . [39]

Примеры необратимых ингибиторов [ править ]

Трипанотионредуктаза с нижней молекулой ингибитора связывается необратимо, а верхняя - обратимо. Создано из PDB 1GXF .

Диизопропилфторфосфат (DFP) показан в качестве примера необратимого ингибитора протеазы на рисунке вверху справа . Фермент гидролизует связь фосфор-фтор, но остаток фосфата остается связанным с серином в активном центре , дезактивируя его. [40] Точно так же DFP также реагирует с активным центром ацетилхолинэстеразы в синапсах нейронов и, следовательно, является мощным нейротоксином со смертельной дозой менее 100 мг. [41]

Подавление суицида - это необычный тип необратимого подавления, при котором фермент превращает ингибитор в реактивную форму в его активном центре. Примером может служить ингибитор биосинтеза полиаминов α-дифторметилорнитин или DFMO, который является аналогом аминокислоты орнитина и используется для лечения африканского трипаносомоза (сонной болезни). Орнитиндекарбоксилаза может катализировать декарбоксилирование DFMO вместо орнитина, как показано выше. Однако за этой реакцией декарбоксилирования следует отщепление атома фтора, которое превращает этот каталитический промежуточный продукт в сопряженный имин., высоко электрофильный вид. Эта реактивная форма DFMO затем вступает в реакцию с остатком цистеина или лизина в активном центре, необратимо инактивируя фермент. [35]

Поскольку необратимое ингибирование часто включает начальное образование нековалентного комплекса EI, иногда ингибитор может связываться с ферментом более чем одним способом. Например, на рисунке, показывающем трипанотионредуктазу из простейшего паразита человека Trypanosoma cruzi , две молекулы ингибитора, называемого хинакриновым горчицей , связаны в его активном центре. Верхняя молекула связана обратимо, но нижняя связана ковалентно, поскольку она прореагировала с аминокислотным остатком через свою азотистую ипритную группу. [42]

Открытие и дизайн ингибиторов [ править ]

Роботы, используемые для высокопроизводительного скрининга химических библиотек с целью обнаружения новых ингибиторов ферментов

Новые лекарства являются продуктом длительного процесса разработки лекарств , первым шагом которого часто является открытие нового ингибитора фермента. В прошлом единственный способ обнаружить эти новые ингибиторы был методом проб и ошибок: скрининг огромных библиотек соединений против целевого фермента в надежде, что появятся некоторые полезные выводы. Этот метод грубой силы по-прежнему успешен и даже был расширен за счет подходов комбинаторной химии, которые быстро производят большое количество новых соединений и высокопроизводительной технологии скрининга для быстрого скрининга этих огромных химических библиотек на предмет полезных ингибиторов. [43]

Совсем недавно был применен альтернативный подход: рациональный дизайн лекарств использует трехмерную структуру активного сайта фермента, чтобы предсказать, какие молекулы могут быть ингибиторами. [44] Эти прогнозы затем проверяются, и одно из этих проверенных соединений может быть новым ингибитором. Этот новый ингибитор затем используется, чтобы попытаться получить структуру фермента в комплексе ингибитор / фермент, чтобы показать, как молекула связывается с активным сайтом, позволяя внести изменения в ингибитор, чтобы попытаться оптимизировать связывание. Этот цикл тестирования и улучшения затем повторяется до тех пор, пока не будет произведен достаточно сильный ингибитор. [45] Компьютерные методытакже разрабатываются методы прогнозирования сродства ингибитора к ферменту, такие как молекулярный докинг [46] и молекулярная механика .

Использование ингибиторов [ править ]

Ингибиторы ферментов встречаются в природе, а также разрабатываются и производятся в рамках фармакологии и биохимии . Природные яды часто представляют собой ингибиторы ферментов, которые эволюционировали для защиты растений или животных от хищников . Эти природные токсины включают одни из самых ядовитых из известных соединений. Искусственные ингибиторы часто используются в качестве лекарств, но также могут быть инсектицидами, такими как малатион , гербицидами, такими как глифосат , или дезинфицирующими средствами, такими как триклозан . Другие искусственные ингибиторы ферментов блокируют ацетилхолинэстеразу , фермент, который разрушаетацетилхолин и используются в качестве нервно-паралитического агента в химической войне .

Химиотерапия [ править ]

Состав силденафила (Виагра)
Коэнзим фолиевая кислота (слева) в сравнении с противораковым препаратом метотрексатом (справа)
Структура комплекса пенициллина G и транспептидазы Streptomyces . Генерируется из PDB 1PWC .

Чаще всего ингибиторы ферментов используются в качестве лекарств для лечения болезней. Многие из этих ингибиторов нацелены на человеческий фермент и направлены на исправление патологического состояния. Однако не все препараты являются ингибиторами ферментов. Некоторые, такие как противоэпилептические препараты , изменяют активность фермента, вызывая выработку большего или меньшего количества фермента. Эти эффекты называются индукцией и ингибированием ферментов и представляют собой изменения в экспрессии генов , которые не связаны с обсуждаемым здесь типом ингибирования ферментов. Другие препараты взаимодействуют с клеточными мишенями, которые не являются ферментами, такими как ионные каналы или мембранные рецепторы .

Примером лекарственного ингибитора фермента является силденафил (Виагра), распространенное средство для лечения мужской эректильной дисфункции. Это соединение является мощным ингибитором цГМФ-специфической фосфодиэстеразы типа 5 , фермента, разрушающего сигнальную молекулу циклического гуанозинмонофосфата . [47] Эта сигнальная молекула запускает расслабление гладких мышц и позволяет крови течь в пещеристое тело , что вызывает эрекцию. Поскольку лекарство снижает активность фермента, который останавливает сигнал, он заставляет этот сигнал длиться более длительный период времени.

Другой пример структурного сходства некоторых ингибиторов с субстратами ферментов, на которые они нацелены, виден на рисунке, сравнивающем метотрексат лекарственного средства с фолиевой кислотой . Фолиевая кислота является субстратом дигидрофолатредуктазы , фермента, участвующего в производстве нуклеотидов, который сильно ингибируется метотрексатом. Метотрексат блокирует действие дигидрофолатредуктазы и, таким образом, останавливает производство нуклеотидов. Этот блок биосинтеза нуклеотидов более токсичен для быстрорастущих клеток, чем неделящиеся клетки, поскольку быстрорастущая клетка должна выполнять репликацию ДНК , поэтому метотрексат часто используется в химиотерапии рака . [48]

Антибиотики [ править ]

Лекарства также используются для подавления ферментов, необходимых для выживания патогенов . Например, бактерии окружены толстой клеточной стенкой, сделанной из сетчатого полимера, называемого пептидогликаном . Многие антибиотики, такие как пенициллин и ванкомицин, ингибируют ферменты, которые производят, а затем сшивают цепи этого полимера вместе. [49] Это приводит к тому, что клеточная стенка теряет прочность, а бактерии лопаются. На рисунке показана молекула пенициллина (показанная в форме шарика и палочек) связанной со своей мишенью, транспептидазой из бактерий Streptomyces R61 (белок показан в виде ленточной диаграммы ).

Антибиотик дизайн лекарственных средств облегчается , когда фермент , который имеет важное значение для выживания патогена отсутствует или очень разные люди. В приведенном выше примере люди не производят пептидогликан, поэтому ингибиторы этого процесса избирательно токсичны для бактерий. Избирательная токсичность также возникает у антибиотиков за счет использования различий в структуре рибосом у бактерий или того, как они производят жирные кислоты .

Метаболический контроль [ править ]

Ингибиторы ферментов также важны для контроля метаболизма. Многие метаболические пути в клетке ингибируются метаболитами, которые контролируют активность фермента посредством аллостерической регуляции или ингибирования субстрата. Хорошим примером является аллостерическая регуляция гликолитического пути . Этот катаболический путь потребляет глюкозу и производит АТФ , НАДН и пируват . Ключевым этапом регуляции гликолиза является ранняя реакция пути, катализируемая фосфофруктокиназой-1.(ПФК1). Когда уровни АТФ повышаются, АТФ связывает аллостерический сайт в PFK1, чтобы снизить скорость ферментативной реакции; гликолиз подавляется, и продукция АТФ падает. Этот контроль с отрицательной обратной связью помогает поддерживать постоянную концентрацию АТФ в клетке. Однако метаболические пути регулируются не только посредством ингибирования, поскольку активация ферментов не менее важна. Что касается PFK1, то примерами метаболитов, которые являются аллостерическими активаторами, являются 2,6-бисфосфат фруктозы и АДФ . [50]

Физиологическое ингибирование ферментов также может быть вызвано специфическими ингибиторами белка. Этот механизм происходит в поджелудочной железе , которая синтезирует многие пищеварительные ферменты-предшественники, известные как зимогены . Многие из них активируются трипсиновой протеазой, поэтому важно подавить активность трипсина в поджелудочной железе, чтобы орган не переваривал сам себя. Одним из способов контроля активности трипсина является выработка в поджелудочной железе специфического и мощного белка- ингибитора трипсина . Этот ингибитор прочно связывается с трипсином, предотвращая активность трипсина, которая в противном случае была бы вредной для органа. [51]Хотя ингибитор трипсина является белком, он избегает гидролиза в качестве субстрата протеазой за счет исключения воды из активного центра трипсина и дестабилизации переходного состояния. [52] Другие примеры белков-ингибиторов физиологических ферментов включают барстар- ингибитор бактериальной рибонуклеазы барназы . [53]

Пестициды [ править ]

Многие пестициды являются ингибиторами ферментов. Ацетилхолинэстераза (AChE) - это фермент, обнаруженный у животных, от насекомых до человека. Это важно для функционирования нервных клеток через механизм расщепления нейромедиатора ацетилхолина на его составляющие, ацетат и холин . Это несколько необычно среди нейротрансмиттеров, поскольку большинство из них, включая серотонин , дофамин и норэпинефрин , абсорбируются из синаптической щели, а не расщепляются. Большое количество ингибиторов AChE используется как в медицине, так и в сельском хозяйстве. Обратимые конкурентные ингибиторы, такие как эдрофоний ,физостигмин и неостигмин используются для лечения миастении и анестезии. В карбаматных пестицидах также примеры обратимых ингибиторов ацетилхолинэстеразы. Фосфорорганические пестициды , такие как малатион , паратион и хлорпирифос необратимо ингибируют ацетилхолинэстеразы.

Гербицида глифосат является ингибитором 3-phosphoshikimate 1-carboxyvinyltransferase , [54] другие гербициды, такие как сульфонилмочевины ингибируют фермент ацетолактатсинтаза . Оба эти фермента необходимы растениям для выработки аминокислот с разветвленной цепью . Многие другие ферменты ингибируются гербицидами, включая ферменты, необходимые для биосинтеза липидов и каротиноидов, а также процессов фотосинтеза и окислительного фосфорилирования . [55]

Природные яды [ править ]

Чтобы отпугнуть хищников , зернобобовые содержат ингибиторы трипсина , мешающие пищеварению.

Животные и растения эволюционировали, чтобы синтезировать огромное количество ядовитых продуктов, включая вторичные метаболиты , пептиды и белки, которые могут действовать как ингибиторы. Природные токсины обычно представляют собой небольшие органические молекулы и настолько разнообразны, что, вероятно, существуют естественные ингибиторы большинства метаболических процессов. [56] Метаболические процессы, на которые нацелены природные яды, охватывают не только ферменты метаболических путей, но также могут включать ингибирование функций рецепторов, каналов и структурных белков в клетке. Например, паклитаксел (таксол), органическая молекула, обнаруженная в тихоокеанском тисе , прочно связывается с димерами тубулина и ингибирует их сборку в микротрубочки.в цитоскелете . [57]

Многие природные яды действуют как нейротоксины, которые могут вызвать паралич, ведущий к смерти, и имеют функции защиты от хищников или при охоте и захвате добычи. Некоторые из этих природных ингибиторов, несмотря на их токсические свойства, ценны для терапевтического использования в более низких дозах. [58] Примером нейротоксина являются гликоалкалоиды из растений семейства Solanaceae (включая картофель , помидоры и баклажаны ), которые представляют собой ацетилхолинэстеразу.ингибиторы. Ингибирование этого фермента вызывает неконтролируемое повышение уровня нейротрансмиттера ацетилхолина, мышечный паралич и затем смерть. Нейротоксичность также может быть результатом угнетения рецепторов; например, атропин от белладонна ( белладонны ) , который функционирует как конкурентный антагонист из мускариновых рецепторов ацетилхолина . [59]

Хотя многие природные токсины являются вторичными метаболитами, эти яды также включают пептиды и белки. Примером токсичного пептида является альфа-аманитин , который содержится у родственников грибов смертельной шапочки . Это мощный ингибитор фермента, в данном случае не позволяющий ферменту РНК-полимеразы II транскрибировать ДНК. [60] водорослевый токсин микроцистины также пептид и является ингибитором протеинфосфатаза . [61] Этот токсин может загрязнять запасы воды после цветения водорослей и является известным канцерогеном, который также может вызвать острое кровоизлияние в печень и смерть в более высоких дозах. [62]

Белки также могут быть естественными ядами или антинутриентами , такими как ингибиторы трипсина (обсуждаемые выше), которые содержатся в некоторых бобовых , как показано на рисунке выше. Менее распространенным классом токсинов являются токсичные ферменты: они действуют как необратимые ингибиторы своих целевых ферментов и работают, химически модифицируя свои ферменты-субстраты. Примером является рицин , чрезвычайно мощный белковый токсин, содержащийся в касторовых бобах . Этот фермент представляет собой гликозидазу , инактивирующую рибосомы. Поскольку рицин является каталитическим необратимым ингибитором, это позволяет всего одной молекуле рицина убить клетку. [63]

См. Также [ править ]

  • Протеомика на основе активности - ветвь протеомики , использующая ковалентные ингибиторы ферментов в качестве репортеров для мониторинга активности ферментов.
  • Антиметаболит
  • Фармакофор
  • Аналог переходного состояния

Ссылки [ править ]

  1. ^ Srinivasan, Бхарат (2020-10-08). «Явное лечение не Михаэлиса-Ментен и атипичной кинетики в раннем открытии лекарств» . dx.doi.org . Проверено 28 октября 2020 .
  2. ↑ Shapiro R, Vallee BL (февраль 1991 г.). «Взаимодействие плацентарной рибонуклеазы человека с ингибитором плацентарной рибонуклеазы». Биохимия . 30 (8): 2246–55. DOI : 10.1021 / bi00222a030 . PMID 1998683 . 
  3. ^ Берг Дж., Тимочко Дж. И Страйер Л. (2002) Биохимия. WH Freeman and Company, ISBN 0-7167-4955-6 . 
  4. ^ Srinivasan, Бхарат (2020-09-27). «Совет: обучение кинетике ферментов» . Журнал FEBS . DOI : 10.1111 / febs.15537 . ISSN 1742-464X . 
  5. ^ Srinivasan, Бхарат (2020-10-08). «Явное лечение не Михаэлиса-Ментен и атипичной кинетики в раннем открытии лекарств» . dx.doi.org . Проверено 28 октября 2020 .
  6. ↑ Cleland WW (февраль 1963 г.). «Кинетика катализируемых ферментами реакций с двумя или более субстратами или продуктами. II. Ингибирование: номенклатура и теория». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Специализированная секция по энзимологическим вопросам . 67 : 173–87. DOI : 10.1016 / 0926-6569 (63) 90226-8 . PMID 14021668 . 
  7. ^ Laidler, Keith J. (1978). Физическая химия с биологическими приложениями . Бенджамин / Каммингс. п. 437. ISBN. 0-8053-5680-0.
  8. ^ * Ирвин Х. Сегель, Кинетика ферментов: поведение и анализ быстрых равновесных и устойчивых ферментных систем . Wiley – Interscience; Новое издание (1993 г.), ISBN 0-471-30309-7 
  9. ^ Холдгейт Г.А. (июль 2001). «Разогрев холодных лекарств: калориметрия изотермического титрования как инструмент изучения энергетики связывания». Биотехнологии . 31 (1): 164–6, 168, 170 passim. PMID 11464510 . 
  10. ^ Leatherbarrow RJ (декабрь 1990). «Использование линейной и нелинейной регрессии для соответствия биохимическим данным». Направления биохимических наук . 15 (12): 455–8. DOI : 10.1016 / 0968-0004 (90) 90295-M . PMID 2077683 . 
  11. ^ Цзэн SJ, Hsu JP (август 1990). «Сравнение процедур оценки параметров для модели Михаэлиса-Ментен». Журнал теоретической биологии . 145 (4): 457–64. DOI : 10.1016 / S0022-5193 (05) 80481-3 . PMID 2246896 . 
  12. ↑ Walsh R, Martin E, Darvesh S (декабрь 2011 г.). «Ограничения общепринятой классификации ингибиторов». Интегративная биология . 3 (12): 1197–201. DOI : 10.1039 / c1ib00053e . PMID 22038120 . 
  13. ^ Уолш R, E Martin, Darvesh S (май 2007). «Универсальное уравнение для описания кинетики обратимого ингибирования и активации ферментов: моделирование бета-галактозидазы и бутирилхолинэстеразы». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Общие вопросы . 1770 (5): 733–46. DOI : 10.1016 / j.bbagen.2007.01.001 . PMID 17307293 . 
  14. ^ a b Сегель, Ирвин Х. (1993) Кинетика ферментов: поведение и анализ ферментных систем быстрого равновесия и устойчивого состояния . Wiley-Interscience; Новое издание, ISBN 0-471-30309-7 . 
  15. ^ Srinivasan, Бхарат (2020-10-08). «Явное лечение не Михаэлиса-Ментен и атипичной кинетики в раннем открытии лекарств» . dx.doi.org . Проверено 28 октября 2020 .
  16. ^ Диксон, М. Уэбб, EC, Торн, CJR и Типтон KF, Ферменты (3-е издание), Longman, Лондон (1979), стр. 126
  17. ^ Srinivasan, Бхарат (2020-10-08). «Явное лечение не Михаэлиса-Ментен и атипичной кинетики в раннем открытии лекарств» . dx.doi.org . Проверено 28 октября 2020 .
  18. ^ Radzicka А, Вулфенден R (1995). «Ингибиторы переходных состояний и мультисубстратные аналоги». Методы в энзимологии . 249 : 284–312. DOI : 10.1016 / 0076-6879 (95) 49039-6 . PMID 7791615 . 
  19. ↑ Schiffer CF, Burke JF, Besarab A, Lasker N, Simenhoff ML (январь 1977 г.). «Фракция клиренса амилазы / креатинина у пациентов, находящихся на хроническом гемодиализе». Анналы внутренней медицины . 86 (1): 65–6. DOI : 10.7326 / 0003-4819-86-1-65 . PMID 319722 . 
  20. ^ Inglese J, Blatchly RA, Benkovic SJ (май 1989). «Мультисубстратный ингибитор аддукта фермента биосинтеза пурина с пикомолярной константой диссоциации». Журнал медицинской химии . 32 (5): 937–40. DOI : 10.1021 / jm00125a002 . PMID 2709379 . 
  21. ^ Inglese Дж, Benkovic SJ (1991). «Ингибиторы мультисубстратных аддуктов глицинамид-рибонуклеотид-трансформилазы: синтетические и генерируемые ферменты». Тетраэдр . 47 (14–15): 2351–2364. DOI : 10.1016 / S0040-4020 (01) 81773-7 .
  22. ^ Rozwarski Д.А., Грант Г.А., Barton DH, Jacobs WR, Sacchettini JC (январь 1998). «Модификация НАДН мишени изониазида (InhA) из Mycobacterium tuberculosis». Наука . 279 (5347): 98–102. Bibcode : 1998Sci ... 279 ... 98R . DOI : 10.1126 / science.279.5347.98 . PMID 9417034 . 
  23. ^ Auld DS, Ловелл S, Торн N, Lea WA, Мэлони DJ, Shen M, G Rai, Battaile К.П., Томас CJ, Симеонов A, Hanzlík RP, Inglese J (март 2010). «Молекулярная основа для связывания с высоким сродством и стабилизации люциферазы светлячков с помощью PTC124» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (11): 4878–83. Bibcode : 2010PNAS..107.4878A . DOI : 10.1073 / pnas.0909141107 . PMC 2841876 . PMID 20194791 .  
  24. ^ Hsu JT, Ван HC, Чэнь GW, Shih SR (2006). «Открытие противовирусных препаратов, направленных на вирусные протеазы». Текущий фармацевтический дизайн . 12 (11): 1301–14. DOI : 10.2174 / 138161206776361110 . PMID 16611117 . 
  25. Перейти ↑ Lew W, Chen X, Kim CU (июнь 2000 г.). «Открытие и разработка GS 4104 (осельтамивир): перорально активный ингибитор нейраминидазы гриппа». Современная лекарственная химия . 7 (6): 663–72. DOI : 10.2174 / 0929867003374886 . PMID 10702632 . 
  26. Перейти ↑ Fischer PM (октябрь 2003 г.). «Дизайн, синтез и применение стереохимических и направленных изомеров пептидов: критический обзор». Современная наука о белках и пептидах . 4 (5): 339–56. DOI : 10.2174 / 1389203033487054 . PMID 14529528 . 
  27. ^ Bogoyevitch М.А., Барр RK, Ketterman AJ (декабрь 2005). «Пептидные ингибиторы протеинкиназ - открытие, характеристика и использование». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Белки и протеомика . 1754 (1–2): 79–99. DOI : 10.1016 / j.bbapap.2005.07.025 . PMID 16182621 . 
  28. ^ Лундблад RL (2004). Химические реактивы для модификации белков (3-е изд.). CRC Press. ISBN 978-0-8493-1983-9.
  29. ^ Цена N, Хеймс В, Риквуд D (1996). Белки LabFax . Издательство BIOS Scientific. ISBN 978-0-12-564710-6.
  30. ^ Srinivasan, Бхарат (2020-10-08). «Явное лечение не Михаэлиса-Ментен и атипичной кинетики в раннем открытии лекарств» . dx.doi.org . Проверено 28 октября 2020 .
  31. ^ Шринивасан, Бхарат; Кантаэ, Васудев; Робинсон, Джеймс (13 апреля 2020 г.). «Воскрешая феникса: когда проба не удалась» . Обзоры медицинских исследований . 40 (5): 1776–1793. DOI : 10.1002 / med.21670 . ISSN 0198-6325 . 
  32. ^ Адам GC, Cravatt BF, Соренсен EJ (январь 2001). «Профилирование специфической реактивности протеома с помощью зондов на основе ненаправленной активности» . Химия и биология . 8 (1): 81–95. DOI : 10.1016 / S1074-5521 (00) 90060-7 . PMID 11182321 . 
  33. Перейти ↑ Maurer T, Fung HL (2000). «Сравнение методов анализа кинетических данных от механизма инактивации ферментов: приложение к синтазе оксида азота» . AAPS PharmSci . 2 (1): 68–77. DOI : 10.1208 / ps020108 . PMC 2751003 . PMID 11741224 .  
  34. ^ Loo JA, DeJohn DE, Du P, Стивенсон Т.И., Ogorzalek Лоо RR (июль 1999). «Применение масс-спектрометрии для идентификации и характеристики целей». Обзоры медицинских исследований . 19 (4): 307–19. DOI : 10.1002 / (SICI) 1098-1128 (199907) 19: 4 <307 :: AID-MED4> 3.0.CO; 2-2 . PMID 10398927 . 
  35. ^ a b Poulin R, Lu L, Ackermann B, Bey P, Pegg AE (январь 1992 г.). «Механизм необратимой инактивации орнитиндекарбоксилазы мышей альфа-дифторметилорнитином. Характеристика последовательностей в сайтах связывания ингибитора и кофермента». Журнал биологической химии . 267 (1): 150–8. PMID 1730582 . 
  36. ^ Szedlacsek SE, Duggleby RG (1995). «[6] Кинетика медленных и прочно связывающихся ингибиторов». Кинетика ингибиторов медленного и прочного связывания . Методы в энзимологии. 249 . С. 144–80. DOI : 10.1016 / 0076-6879 (95) 49034-5 . ISBN 978-0-12-182150-0. PMID  7791610 .
  37. ↑ Stone SR, Моррисон JF (февраль 1986 г.). «Механизм ингибирования дигидрофолатредуктаз из бактериальных и позвоночных источников различными классами аналогов фолиевой кислоты». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Структура белка и молекулярная энзимология . 869 (3): 275–85. DOI : 10.1016 / 0167-4838 (86) 90067-1 . PMID 3511964 . 
  38. ^ Выберите FM, McGartoll MA, Bray RC (январь 1971). «Реакция формальдегида и метанола с ксантиноксидазой» . Европейский журнал биохимии . 18 (1): 65–72. DOI : 10.1111 / j.1432-1033.1971.tb01215.x . PMID 4322209 . 
  39. ↑ Рирдон JE (ноябрь 1989 г.). «Взаимодействие вируса простого герпеса типа 1 и ДНК-полимеразы человека с аналогами 2'-дезоксигуанозин-5'-трифосфата. Кинетика включения в ДНК и индукция ингибирования». Журнал биологической химии . 264 (32): 19039–44. PMID 2553730 . 
  40. ^ Cohen JA, Oosterbaan RA, Berends F (1967). «[81] Фосфорорганические соединения» . Структура фермента . Методы в энзимологии. 11 . С. 686–702. DOI : 10.1016 / S0076-6879 (67) 11085-9 . ISBN 978-0-12-181860-9. Архивировано из оригинала на 2018-02-28.
  41. ^ Бреннер GM (2000). Фармакология (1-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: У. Б. Сондерс. ISBN 978-0-7216-7757-6.
  42. ^ Сараванамуту A, Виккерс TJ, Bond CS, Peterson MR, Hunter WN, Fairlamb AH (июль 2004 г.). «Два взаимодействующих сайта связывания для производных хинакрина в активном центре трипанотионредуктазы: шаблон для дизайна лекарств» . Журнал биологической химии . 279 (28): 29493–500. DOI : 10.1074 / jbc.M403187200 . PMC 3491871 . PMID 15102853 .  
  43. ^ Koppitz M, Айс K (июнь 2006). «Автоматизированная лекарственная химия». Открытие наркотиков сегодня . 11 (11–12): 561–8. DOI : 10.1016 / j.drudis.2006.04.005 . PMID 16713909 . 
  44. Перейти ↑ Scapin G (2006). «Структурная биология и открытие лекарств». Текущий фармацевтический дизайн . 12 (17): 2087–97. DOI : 10,2174 / 138161206777585201 . PMID 16796557 . 
  45. ^ Gohlke H, Клебе G (август 2002). «Подходы к описанию и предсказанию сродства связывания низкомолекулярных лигандов с макромолекулярными рецепторами». Angewandte Chemie . 41 (15): 2644–76. DOI : 10.1002 / 1521-3773 (20020802) 41:15 <2644 :: АИД-ANIE2644> 3.0.CO; 2-О . PMID 12203463 . 
  46. ^ Glen RC, Аллен SC (май 2003). «Докинг лиганд-белок: исследование рака на стыке биологии и химии». Современная лекарственная химия . 10 (9): 763–7. DOI : 10.2174 / 0929867033457809 . PMID 12678780 . 
  47. ↑ Maggi M, Filippi S, Ledda F, Magini A, Forti G (август 2000 г.). «Эректильная дисфункция: от биохимической фармакологии до достижений медицинской терапии» . Европейский журнал эндокринологии . 143 (2): 143–54. DOI : 10,1530 / eje.0.1430143 . PMID 10913932 . 
  48. ^ McGuire JJ (2003). «Противораковые антифолаты: текущее состояние и направления на будущее». Текущий фармацевтический дизайн . 9 (31): 2593–613. DOI : 10.2174 / 1381612033453712 . PMID 14529544 . 
  49. ^ Katz AH, Кофилд CE (2003). «Структурные подходы к разработке ингибиторов биосинтеза клеточной стенки». Текущий фармацевтический дизайн . 9 (11): 857–66. DOI : 10,2174 / 1381612033455305 . PMID 12678870 . 
  50. ^ О`кар DA, Lange AJ (1999). «Фруктоза-2,6-бисфосфат и контроль углеводного обмена у эукариот». BioFactors . 10 (1): 1–14. DOI : 10.1002 / biof.5520100101 . PMID 10475585 . S2CID 24586866 .  
  51. Перейти ↑ Price NC, Stevens L (1999). Основы энзимологии: клеточная и молекулярная биология каталитических белков (3-е изд.). Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-850229-6.
  52. Перейти ↑ Smyth TP (август 2004 г.). «Варианты субстрата по сравнению с аналогами в переходном состоянии как нековалентные обратимые ингибиторы ферментов» . Биоорганическая и медицинская химия . 12 (15): 4081–8. DOI : 10.1016 / j.bmc.2004.05.041 . PMID 15246086 . 
  53. ^ Хартли RW (ноябрь 1989). «Барназа и барстар: два маленьких белка, которые нужно сложить и совместить». Направления биохимических наук . 14 (11): 450–4. DOI : 10.1016 / 0968-0004 (89) 90104-7 . PMID 2696173 . 
  54. Перейти ↑ Tan S, Evans R, Singh B (март 2006 г.). «Гербицидные ингибиторы биосинтеза аминокислот и устойчивые к гербицидам культуры». Аминокислоты . 30 (2): 195–204. DOI : 10.1007 / s00726-005-0254-1 . PMID 16547651 . S2CID 2358278 .  
  55. ↑ Duke SO (июль 1990 г.). «Обзор механизмов действия гербицидов» . Перспективы гигиены окружающей среды . 87 : 263–71. DOI : 10.2307 / 3431034 . JSTOR 3431034 . PMC 1567841 . PMID 1980104 .   
  56. ^ Tan G, C Джилленхол, Soejarto DD (март 2006). «Биоразнообразие как источник противоопухолевых препаратов». Текущие целевые показатели по лекарствам . 7 (3): 265–77. DOI : 10,2174 / 138945006776054942 . PMID 16515527 . 
  57. ^ Абаль M, Андреу JM, Barasoain I (июнь 2003). «Таксаны: мишени для микротрубочек и центросом и механизмы действия, зависимые от клеточного цикла». Текущие цели противораковых препаратов . 3 (3): 193–203. DOI : 10,2174 / 1568009033481967 . PMID 12769688 . 
  58. ^ Hostettmann K, Borloz A, Урбэн A, Марстон A (2006). «Природные ингибиторы ацетилхолинэстеразы». Современная органическая химия . 10 (8): 825–847. DOI : 10.2174 / 138527206776894410 .
  59. ^ DeFrates LJ, Hoehns JD, Sakornbut EL, Glascock DG, Тью AR (январь 2005). «Антимускариновая интоксикация, вызванная приемом семян лунного цветка». Летопись фармакотерапии . 39 (1): 173–6. DOI : 10.1345 / aph.1D536 . PMID 15572604 . S2CID 36465515 .  
  60. ^ Веттер J (январь 1998 г.). «Токсины Amanita phalloides». Токсикон . 36 (1): 13–24. DOI : 10.1016 / S0041-0101 (97) 00074-3 . PMID 9604278 . 
  61. ^ Holmes CF, Мэйнз JT, Perreault KR, Dawson JF, Джеймс М. (ноябрь 2002). «Молекулярная энзимология, лежащая в основе регуляции протеинфосфатазы-1 естественными токсинами». Современная лекарственная химия . 9 (22): 1981–9. DOI : 10.2174 / 0929867023368827 . PMID 12369866 . 
  62. ↑ Bischoff K (октябрь 2001 г.). «Токсикология микроцистина-LR: возникновение, токсикокинетика, токсикодинамика, диагностика и лечение». Ветеринария и токсикология человека . 43 (5): 294–7. PMID 11577938 . 
  63. ^ Хартли MR, лорд JM (сентябрь 2004 г.). «Цитотоксические инактивирующие рибосомы лектины растений». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Белки и протеомика . 1701 (1–2): 1–14. DOI : 10.1016 / j.bbapap.2004.06.004 . PMID 15450171 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-учебник по ингибированию ферментов , Учебник доктора Питера Берча из Университета Пейсли, содержащий очень четкую анимацию
  • Символизм и терминология в кинетике ферментов , Рекомендации Номенклатурного комитета Международного союза биохимиков (NC-IUB) по терминологии ингибирования ферментов
  • PubChem от NCBI , База данных лекарств и ингибиторов ферментов
  • BRENDA , База данных ферментов, содержащая списки известных ингибиторов для каждой записи
  • Ферменты, кинетика и диагностическое использование , онлайн-лекция, посвященная медицинскому применению ингибиторов ферментов: доктор Майкл В. Кинг из Медицинской школы IU
  • BindingDB , общедоступная база данных измеренных аффинностей связывания белок-лиганд.
  • Анимированные упражнения по подавлению ферментов (учебник + тесты).