Los análogos de sustrato ( análogos del estado del sustrato ), son compuestos químicos con una estructura química que se asemeja a la molécula del sustrato en una reacción química catalizada por enzima . Los análogos de sustrato pueden actuar como inhibidores competitivos de una reacción enzimática. Un ejemplo es el fosforamidato de la ribozima del grupo I de Tetrahymena . [1] Otros ejemplos de análogos de sustrato incluyen 5'-adenilil-imidodifosfato, un sustrato análogo de ATP , y 3-acetilpiridina adenina dinucleótido, un sustrato análogo de NADH . [2]
Como inhibidor competitivo, los análogos del sustrato ocupan el mismo sitio de unión que su análogo y disminuyen la eficiencia del sustrato deseado. [3] La tasa máxima (Vmax ) sigue siendo la misma [4] mientras que la afinidad del sustrato deseado (medida por la constante de Michaelis KM ) disminuye. [5] Esto significa que una menor cantidad del sustrato deseado se unirá a la enzima, lo que resultará en la formación de menos producto. Además, al análogo del sustrato también le pueden faltar componentes químicos que permiten que la enzima lleve a cabo su reacción. Esto también hace que disminuya la cantidad de producto creado.
Los análogos de sustrato generalmente se unen al sitio de unión de manera reversible. Esto significa que la unión del análogo del sustrato al sitio de unión de la enzima no es permanente. El efecto del análogo del sustrato se puede anular aumentando la concentración del sustrato previsto originalmente. [6] También existen análogos de sustrato que se unen al sitio de unión de una enzima de forma irreversible. Si este es el caso, el análogo del sustrato se denomina análogo del sustrato inhibidor, sustrato suicida o sustrato de caballo de Troya. [7] Un ejemplo de un sustrato análogo que también es un sustrato suicida/caballo de Troya es la penicilina , que es un sustrato inhibidor análogo del peptidoglicano . [8]
Algunos análogos del sustrato aún pueden permitir que la enzima sintetice un producto a pesar de la incapacidad de la enzima para metabolizar el análogo del sustrato. Estos análogos de sustrato se conocen como inductores gratuitos. [9] Un ejemplo de un análogo de sustrato que también es un inductor gratuito es IPTG (isopropil β-D-1-tiogalactopiranósido), un análogo de sustrato e inductor gratuito de la actividad de β-galactosidasa . [10]