Sự khác biệt chính giữa ức chế không cạnh tranh và ức chế không cạnh tranh là trong ức chế không cạnh tranh, tốc độ tối đa của phản ứng được xúc tác (Vmax) giảm và nồng độ cơ chất (Km) không thay đổi, trong khi ức chế không cạnh tranh, Vmax không thay đổi và Km tăng lên.
Enzyme cần thiết cho hầu hết các phản ứng diễn ra trong cơ thể sinh vật. Thông thường, một enzym xúc tác phản ứng bằng cách giảm năng lượng hoạt hóa cần thiết cho phản ứng. Nhưng các enzym nên được điều chỉnh cẩn thận để kiểm soát mức độ của các sản phẩm cuối cùng tăng lên mức không mong muốn. Nó được kiểm soát bởi sự ức chế enzym. Chất ức chế enzym là một phân tử làm rối loạn con đường phản ứng bình thường giữa enzym và cơ chất.
Vị trí hoạt động là vùng của enzym nơi các chất nền liên kết và trải qua một phản ứng hóa học. Vị trí dị ứng là nơi nó cho phép các phân tử kích hoạt hoặc ức chế hoạt động của enzym. Động học của enzym đóng một vai trò quan trọng trong quá trình ức chế enzym. Tốc độ tối đa của phản ứng đặc trưng của một enzym cụ thể ở một nồng độ cụ thể được gọi là vận tốc tối đa hoặc Vmax. Nồng độ cơ chất cung cấp tốc độ bằng một nửa Vmax là Km.
Ức chế không cạnh tranh là gì?
Ức chế không cạnh tranh là một loại ức chế enzym mà chất ức chế làm giảm hoạt tính của enzym và liên kết tốt như nhau với enzym, cho dù nó có liên kết với cơ chất hay không. Nói cách khác, ức chế không cạnh tranh là nơi chất ức chế và cơ chất đều liên kết với enzym tại bất kỳ thời điểm nào. Khi cả cơ chất và chất ức chế liên kết với enzym, nó tạo thành phức hợp enzym-cơ chất-chất ức chế. Một khi phức hợp này được hình thành, nó không thể tạo ra bất kỳ sản phẩm nào. Nó chỉ có thể chuyển đổi trở lại phức hợp enzym-cơ chất hoặc phức hợp chất ức chế enzym.
Hình 01: Ức chế không cạnh tranh
Trong ức chế không cạnh tranh, chất ức chế có ái lực bằng nhau đối với phức hợp enzyme và enzyme-cơ chất. Cơ chế phổ biến nhất của chất ức chế không cạnh tranh là liên kết thuận nghịch của chất ức chế với vị trí dị ứng. Nhưng chất ức chế cũng có khả năng liên kết trực tiếp với vị trí hoạt động. Một ví dụ về chất ức chế không cạnh tranh là chuyển hóa pyruvate kinase thành pyruvate. Quá trình chuyển đổi phosphoenolpyruvate để tạo ra pyruvate được xúc tác bởi pyruvate kinase. Một axit amin được gọi là Alanine, được tổng hợp từ pyruvate, ức chế enzyme pyruvate kinase trong quá trình đường phân. Alanine hoạt động như một chất ức chế không cạnh tranh.
Ức chế Allosteric là gì?
Ức chế allosteric là một loại ức chế enzym trong đó chất ức chế làm chậm hoạt động của enzym bằng cách vô hiệu hóa enzym và liên kết với enzym tại vị trí allosteric. Ở đây, chất ức chế không cạnh tranh trực tiếp với cơ chất tại vị trí hoạt động. Nhưng, nó gián tiếp làm thay đổi thành phần của enzym. Khi hình dạng bị thay đổi, enzyme sẽ không hoạt động. Do đó, nó không còn có thể liên kết với chất nền tương ứng. Do đó, điều này làm chậm quá trình hình thành các sản phẩm cuối cùng.
Hình 02: Ức chế allosteric
Ức chế allosteric ngăn cản sự hình thành các sản phẩm không cần thiết, giảm hao phí năng lượng. Một ví dụ về sự ức chế allosteric là chuyển đổi ADP thành ATP trong quá trình đường phân. Ở đây, khi có dư thừa ATP trong hệ thống, ATP đóng vai trò như một chất ức chế dị ứng. Nó liên kết với phosphofructokinase, là một trong những enzym tham gia vào quá trình đường phân. Điều này làm chậm quá trình chuyển đổi ADP. Kết quả là, ATP ngăn chặn việc sản xuất không cần thiết của chính nó. Do đó, không cần sản xuất dư thừa ATP khi có đủ lượng.
Sự tương đồng giữa ức chế không cạnh tranh và ức chế dị ứng là gì?
- Cả hai loại ức chế enzym đều làm chậm hoạt động của enzym.
- Các chất ức chế trong cả hai chất ức chế enzym không cạnh tranh với cơ chất tại vị trí hoạt động.
- Các chất ức chế thay đổi thành phần của enzym một cách gián tiếp.
- Cả hai chất ức chế đều thay đổi hình dạng của enzym.
Sự khác biệt giữa ức chế không cạnh tranh và ức chế dị ứng là gì?
Trong ức chế không cạnh tranh, Vmax của phản ứng giảm trong khi giá trị Km không đổi. Ngược lại, trong ức chế allosteric, Vmax không thay đổi, và giá trị Km tăng lên. Vì vậy, đây là điểm khác biệt chính giữa ức chế không cạnh tranh và ức chế dị ứng. Sự ức chế allosteric tập trung nhiều hơn vào việc sử dụng các hóa chất làm thay đổi hoạt động của enzym bằng cách liên kết tại một vị trí dị ứng, trong khi các chất ức chế không cạnh tranh luôn ngừng hoạt động của enzym bằng cách liên kết trực tiếp tại một vị trí thay thế.
Đồ họa thông tin sau đây liệt kê sự khác biệt giữa ức chế không cạnh tranh và ức chế dị ứng để so sánh song song.
Tóm tắt - Không cạnh tranh và ức chế Allosteric
Ức chế không cạnh tranh là ức chế enzym mà chất ức chế làm giảm hoạt tính của enzym và liên kết tốt như nhau với enzym dù nó có liên kết với cơ chất hay không. Ức chế allosteric là một loại ức chế enzym trong đó chất ức chế làm chậm hoạt động của enzym bằng cách vô hiệu hóa enzym và liên kết với enzym tại vị trí allosteric. Sự khác biệt chính giữa ức chế không cạnh tranh và ức chế allosteric là tốc độ tối đa của phản ứng được xúc tác (Vmax) bị giảm xuống, và nồng độ cơ chất (Km) không thay đổi trong ức chế không cạnh tranh trong khi Vmax không thay đổi và Km được tăng lên trong allosteric ức chế.
