Frenuesi i enzimës

Një frenues ose inhibitor i enzimës është një molekulë që lidhet me një enzimë dhe bllokon aktivitetin e saj. Enzimat janë proteina që përshpejtojnë reaksionet kimike të nevojshme për jetën, në të cilat molekulat e substratit shndërrohen në produkte . Një enzimë lehtëson një reaksion kimik specifik duke e lidhur substratin në vendin e tij aktiv, një zonë e specializuar në enzimë që përshpejton hapin më të vështirë të reaksionit.

Sipër: enzima (E) përshpejton shndërrimin e substrateve (S) në produkte (P). Fundi: duke u lidhur me enzimën, inhibitori (I) bllokon lidhjen e substratit. Vendi lidhës tregohet me shah blu, nënshtresa si drejtkëndësh i zi dhe frenuesi si drejtkëndësh i rrumbullakosur jeshil.

Një frenues enzimë ndalon ("frenon") këtë proces, ose duke u lidhur me zonën aktive të enzimës (duke parandaluar kështu lidhjen e vetë substratit) ose duke u lidhur me një vend tjetër në enzimë në mënyrë që katalizimi i reaksionit nga enzima të bllokohet. Frenuesit e enzimës mund të lidhen në mënyrë të kthyeshme ose të pakthyeshme. Frenuesit e pakthyeshëm formojnë një lidhje kimike me enzimën në mënyrë që enzima të frenohet derisa lidhja kimike të prishet. Në të kundërt, frenuesit e kthyeshëm lidhen në mënyrë jokovalente dhe mund të largohen spontanisht nga enzima, duke lejuar që enzima të rifillojë funksionin e saj. Frenuesit e kthyeshëm prodhojnë lloje të ndryshme frenimi në varësi të faktit nëse ata lidhen me enzimën, kompleksin enzimë-substrat ose të dyja.

Frenuesit e enzimave luajnë një rol të rëndësishëm në të gjitha qelizat, pasi ata në përgjithësi janë specifikë për një enzimë secili dhe shërbejnë për të kontrolluar aktivitetin e kësaj enzime. Për shembull, enzimat në një shteg metabolik mund të frenohen nga molekulat e prodhuara më vonë në shteg, duke kufizuar kështu prodhimin e molekulave që nuk nevojiten më. Ky lloj reagimi negativ është një mënyrë e rëndësishme për të ruajtur homeostazën në një qelizë . Frenuesi i enzimës kontrollon gjithashtu enzimat thelbësore si proteazat ose nukleazat që, nëse nuk kontrollohen, mund të dëmtojnë një qelizë. Shumë helme të prodhuara nga kafshët ose bimët janë frenues të enzimave që bllokojnë aktivitetin e enzimave të rëndësishme në gjahun ose grabitqarët.

Shumë molekula të ilaçeve janë frenues enizmash që frenojnë një enzimë njerëzore të shpërfytyruar ose një enzimë kritike për mbijetesën e një patogjeni si një virus, bakter ose parazit . Shembujt përfshijnë metotreksatin (i përdorur në kimioterapi dhe në trajtimin e artritit reumatik ) dhe frenuesit e proteazës që përdoren për trajtimin e HIV/AIDS . Meqenëse frenuesit anti-patogjenë në përgjithësi synojnë vetëm një enzimë, ilaçe të tilla janë shumë specifike dhe në përgjithësi prodhojnë pak efekte anësore te njerëzit, me kusht që të mos gjendet asnjë enzimë analoge tek njerëzit. (Ky është shpesh rasti, pasi patogjenë të tillë dhe njerëzit janë gjenetikisht të largët). Frenuesit mjekësorë të enzimave shpesh kanë konstante të ulëta disociimi, që do të thotë se nevojitet vetëm një sasi e vogël e frenuesit për të frenuar enzimën. Një përqendrim i ulët i frenuesit të enzimës zvogëlon rrezikun e dëmtimit të mëlçisë dhe veshkave dhe reaksione të tjera të padëshiruara të barnave tek njerëzit. Prandaj, zbulimi dhe përsosja e frenuesve të enzimës është një fushë aktive e kërkimit në biokimi dhe farmakologji .