'효소 저해제' 정확히 알려드리겠습니다 가역적 비가역적 경쟁적 비경쟁적 뜻

효소 반응에 영향을 주는 인자 중 중요한 부분인 효소 저해제(inhibitor)

효소의 반응을 변화시켜 반응속도를 떨어뜨리고 급기야는 촉매가 중단되게 하는 물질을 말합니다. 저해제는 E.I복합체를 형성하여 Product를 생성하지. 형성하지 못하도록 하는 물질입니다. 보통의 반응에 있어서는 기질과 효소가 만나 기질-효소 복합체를 이뤄 결과적으로 반응물과 효소가 나오게 됩니다. 하지만 이 저해제를 반응하게 될 때에는 기질 대신 저해제와 효소와 반응을 이뤄 효소-저해제(i) 복합체가 일어나서 반응이 없는것을 볼 수 있습니다.

보통의 경우에는 생성물이 나오게 됩니다.

효소 저해제의 종류

비가역적 저해제

효소 저해제에도 종류있습니다. 큰 그림으로 비가역적 저해제와 가역적 저해제로 나뉘게 됩니다. 비 가역적 저해제는 효소와 저해제가 공유결합을 통해서 shut down이 됩니다. 비가역적 저해는 효소활성이 억제제의 증가에 의해 반비례 하면서 감소하는 것을 나타냅니다. 공유결합을 가고 있기 때문에 효소반응에 변화가 있다면 복귀할 수 없습니다.

중요한 가역적 저해제

가역적 저해제는 바로 효소와 저해제가 비공유 결합을 하기 떄문에 원상 복귀가 가능하다는 점이 있으며 종류로는 경잭적 저해제, 비경쟁적 저해제, 무경잭적 저해제로 나뉘게 됩니다. 경쟁적 억제는 길항적 억제라고 하며 제한적으로 존재하는것을 말합니다. 이 경쟁적 억제는 기질분자와 유사한 구조를 지닌 어떤 물질들이 경쟁적인 방법으로 효소활성을 엊게 합니다. 그래서 km은 커지고 Vmax는 변화하지 않습니다. 다시말해서 반응초기에는 반응속에 영향을 미치지만 기질이 증가하면 유사구조 기질이 반응속도에 영향을 미치지 않습니다. 경잭적 억제는 기질이 가짜가 있는것이라고 생각하시면 좀 더 쉽습니다. 아래 그림처럼 파랑 부분이 정상적인 그래프이며 저해제가 존재시 km가 높아지는 것을 볼 수 있습니다.

또한 이 경우에는 기질이 많으면 많을 수록 저해제의 효과가 감소되는 것을 알 수 있습니다. 경쟁적억제는 활성부위에 결합시킴으로써 효소의 입장에서 기질이 많아짐으로 경쟁적 저해제가 결합할 수 있는 확률이 적기 때문입니다( 경쟁을 하다보니 쌓이고 쌓이므로 Vmax에 도달하게 됩니다.

다음은 비경쟁적 억제이자 비 길항적 억제에 대해 보도록 하겠습니다. 앞서 경쟁적 저해제 처럼 효소활성부위에 결합하는것이 아닌 다른곳에 제해제가 결합하는 것을 말합니다. 다시말해서 기질이 결합하는 활성부위는 아니고 다른 곳에 결합을 해서 저해하는 것입니다. 그렇기에 기질의 농도와 상관이 없이 저해제의 농도에 의해 반응속도가 결정됩니다. 

비경쟁적 저해제

그람과 같이 비경쟁 저해제는 3가지고 나뉘게 됩니다. 먼저 효소의 모양이 경쟁적 저해제보다 다른 것을 알 수 있는데 그것이 바로 저해제의 반응 부분입니다. 기질반응 하는 아래에 네모 모양으로 저해제(i)의 자리가 있으며 첫번째, 보통의 경우에는 기질과 효소가 복합체를 이뤄서 생성물을 이루는 경우와 두번째, 저해제가 기질부분에 작용해서 복합체 형성 자체를 하지 못하는 경우이고 세번째, 기질-효소 복합체는 형성이 되었으나 저해제도 다른 부위에 결합하여 저해제에 의해 효소가 3차 구조변화로 인해서 반응물(=생성물)이 감소하거나 말들어내지 못하는 것을 알 수 있습니다. 그래서 비경쟁적 저해제의  그래프 상에서도 km(친화력)은 일정하나  Vmax가 저해를 받으므로 감소되는 것을 볼 수 있습니다. 즉, 기질이 증가하면 억제제도 증가하므로 기질의 증가에 따라반응속도에도 연속적으로 영향을 미칩니다.

마지막 저해제의 종류로는 반경쟁적 억제제이자 무 경쟁적 저해제입니다. 말 그대로 경쟁치 않습니다. 비경쟁적 저해의 일부로써 저해제가 효소-기질 복합체에만 효소의 작용을 저해하는 것입니다. 그래서 유리하는 효소와는 결합하지 않습니다.( 혼자있는 효소이자 결합안된 효소하고는 관련 없음) 그래서 기질을 증가시키면 저해제가 결합할 수 있는 복합체가 더욱 생겨나는 현상으로 km 저하( 이미 복합체가 형성되어있기에) Vmax 저하로 나타나게 됩니다.

무경쟁적 저해제 반응

 

동영상 강의

https://youtu.be/plTm3tjin0o