Ензимите могат да бъдат инхибирани от някои химични съединения
Действието на повечето ензими може да бъде потиснато или инхибирано от някои химически реагенти. Изследването на ензимните инхибитори предоставя ценна информация за субстратната специфичност на ензимите, естеството на функционалните групи на активния център и механизмите на каталитичната активност на ензимите.
Фигура: 9-9. Субстратна специфичност на химотрипсина. А. Въпреки че в биологичните системи химотрипсинът действа като пептидаза, той също е способен да хидролизира амиди, естери и някои синтетични съединения с небиологичен произход, ако имат връзка, чувствителна към действието на ензима и ориентираща хидрофобна група. Б. Някои синтетични съединения, хидролизирани от химотрипсин. Всяка има хидрофобна ориентираща група и разцепваща се ацилна връзка (и двете са показани в червено).
Ензимните инхибитори също са много полезни инструменти за изследване на метаболитните пътища в клетките. Освен това механизмът на действие на някои лекарства е именно в това, че те инхибират определени ензими в клетките с нарушени функции.
Има два основни типа инхибитори: необратими и обратими. Необратимите инхибитори свързват или унищожават функционалната група на ензимната молекула, необходима за проявата на нейната каталитична активност. Пример за необратим инхибитор е съединението диизопропифлуорофосфат (DFP), което инхибира ензима ацетилхолинктераза, който играе важна роля в предаването на нервните импулси. Ацетилхолшистеразата катализира хидролизата на ацетилхолин (фиг. 9-10), който функционира като неутро-медиатор в определени части на нервната система. Ацетилхолинът се освобождава от стимулирана нервна клетка (неврон) в синапса, т.е. свързването на един неврон с друг. В синапса ацетилхолинът се свързва с рецепторите на следващия неврон, принуждавайки го да проведе нервен импулс. Преди обаче вторият импулс да се предаде през синапса на следващия неврон, ацетилхолинът, освободен след първия импулс, трябва да бъде хидролизиран от ацетилхолинестераза в кръстопътя на нервните клетки. Продуктите от неговото разграждане - ацетат и холий - не са в състояние да действат като невротрансмитери (Фиг. 9-10). Необратим инхибитор на DPP, който е силно реактивен, се свързва с хидроксилната група на сериновия остатък в активното място на ацетилхолинестеразата, което води до образуването на каталитично неактивно производно. В резултат ензимът спира да функционира. DFF, едно от първите токсични вещества с невропаралитично действие. при експерименти с животни причинява нарушение на някои функции поради факта, че засегнатите неврони губят способността да провеждат нервни импулси. DFF обаче има и полезни свойства. На негова основа са създадени редица инсектициди, които са относително нетоксични за хората и животните, например малатион.