Enzýmový inhibítor

Enzýmový inhibítor je molekula, ktorá sa viaže na enzým a blokuje jeho aktivitu.^[1] Enzýmy sú bielkoviny, ktoré urýchľujú chemické reakcie nutné pre existenciu života, u ktorých sa substrát (reaktant; molekula, ktorú enzýmy rozpoznávajú) premieňa na produkt (výsledok reakcie).^[2] Enzým sprostredkováva konkrétnu chemickú reakciu tým, že viaže substrát vo svojom aktívnom mieste, čo je špecializovaná oblasť enzýmu, ktorá urýchľuje najnáročnejší krok chemickej reakcie.

Enzýmový inhibítor zabraňuje tomuto procesu (= inhibuje ho), a to buď tak, že sa viaže na aktívne miesto enzýmu (čím znemožňuje naviazanie samotného substrátu), alebo tak, že sa naviaže na iné miesto na enzýme, čím zablokuje enzýmovú katalýzu a priebeh reakcie. Enzýmový inhibítor sa môže viazať reverzibilne (vratne) alebo ireverzibilne (nevratne). Ireverzibilné inhibítory tvoria chemickú väzby s enzýmom, ktorá znemožňuje enzýmovú katalýzu, dokým sa väzba nerozpadne. Oproti tomu reverzibilné inhibítoru sa viažu nekovalentne a môžu spontánne opustiť enzým, čo umožní obnovenie funkcie enzýmu. Reverzibilné inhibítory tvoria niekoľko druhov inhibície podľa toho, či sa viažu na enzým samotný, na komplex enzým-substrát (teda substrát naviazaný na enzým) alebo na obe možnosti (enzým samotný i komplex enzým-substrát).

Enzýmové inhibítory hrajú dôležitú úlohu vo všetkých bunkách, pretože sú zvyčajne špecifické pre jeden enzým a ich úlohou je ovládanie aktivity daného enzýmu. Napríklad enzýmy v metabolickej dráhy môžu byť inhibované molekulami, ktoré vznikajú v dráhe neskôr, čím sa zastavuje produkcia týchto molekúl, ktoré už nie sú potrebné. (Ak existuje dostatočné množstvo (medzi)produktu metabolickej dráhy, nemusí táto metabolická dráha ďalej prebiehať.) Tento druh negatívnej spätnej väzby je dôležitým spôsobom udržiavania rovnováhy v bunke.^[3] Enzýmové inhibítory takisto riadia esenciálne enzýmy, napríklad proteázy a nukleázy, ktoré, keby neboli kontrolované, by mohli poškodiť bunku. Mnoho jedov produkovaných zvieratami a rastlinami sú enzýmové inhibítory, ktoré blokujú aktivitu dôležitých enzýmov v koristi alebo predátoroch.

Mnohé liečivá sú enzýmové inhibítory, ktoré inhibujú odchyľujúce sa ľudské enzýmy alebo enzýmy nutné pre prežitie patogénov, napríklad vírusov, baktérií alebo parazitov. Medzi príklady patrí metotrexát (používaný v chemoterapii a v liečení reumatickej artritídy) a inhibítory proteáz (ktoré sa používajú v liečbe HIV/AIDS). Keďže antipatogénne inhibítory zvyčajne zameriavajú len jeden enzým, tieto liečivá majú vysokú špecificitu a zvyčajne u ľudí neprodukujú veľa vedľajších účinkov, hlavne za predpokladu, že u ľudí neexistujú analogické enzýmy. (Analogické enzýmy často skutočne neexistujú, keďže tieto patogény a ľudia sú si geneticky vzdialené.) Medicinálne enzýmové inhibítory majú často nízke disociačné konštanty, čo znamená, že stačí malé množstvo inhibítoru, aby došlo k inhibícii enzýmu. Nízka koncentrácia enzýmového inhibítoru znižuje riziko poškodenia pečeni a obličiek a iných nežaducich účinkov. Kvôli tomu sú objavy a vylepšenie enzýmových inhibítorom oblasťami aktívneho výskumu v biochémii a farmakológii.^[4]