La inhibición mixta es un tipo de inhibición enzimática en la que el inhibidor puede unirse a la enzima independientemente de si la enzima ya se ha unido al sustrato o no, pero tiene una mayor afinidad por un estado u otro. [1] Se llama "mixta" porque puede verse como una "mezcla" conceptual de inhibición competitiva , en la que el inhibidor solo puede unirse a la enzima si el sustrato no se ha unido ya, e inhibición no competitiva , en la que el inhibidor solo puede unirse a la enzima si el sustrato ya se ha unido. Si la capacidad del inhibidor para unirse a la enzima es exactamente la misma independientemente de si la enzima ya se ha unido al sustrato o no, se conoce como inhibidor no competitivo . [1] [2] La inhibición no competitiva a veces se considera un caso especial de inhibición mixta.
En la inhibición mixta, el inhibidor se une a un sitio alostérico, es decir, un sitio diferente del sitio activo donde se une el sustrato . Sin embargo, no todos los inhibidores que se unen a sitios alostéricos son inhibidores mixtos. [1]
La inhibición mixta puede dar lugar a:
En cualquier caso, la inhibición disminuye la velocidad máxima aparente de reacción enzimática ( ). [3]
Matemáticamente , la inhibición mixta ocurre cuando los factores α y α' (introducidos en la ecuación de Michaelis-Menten para tener en cuenta la inhibición competitiva y no competitiva, respectivamente) son ambos mayores que 1.
En el caso especial en que α = α', se produce una inhibición no competitiva , en cuyo caso se reduce pero no se ve afectada, lo que es muy poco habitual en la práctica. [3]
En la gluconeogénesis , la enzima cPEPCK ( fosfoenolpiruvato carboxiquinasa citosólica ) es responsable de convertir el oxaloacetato en ácido fosfoenolpirúvico o PEP, cuando está presente el trifosfato de guanosina , GTP. Este paso es exclusivo de la gluconeogénesis, que ocurre en condiciones de ayuno debido al agotamiento de la glucosa del cuerpo. Se sabe que la cPEPCK está regulada por la genisteína , una isoflavona que se encuentra de forma natural en varias plantas. [4] Se demostró por primera vez que la genisteína inhibe la actividad de la cPEPCK. En un estudio, la presencia de esta isoflavona resultó en una disminución del nivel de azúcar en sangre. Un nivel de azúcar en sangre reducido significa que hay menos glucosa en la sangre. Si esto ocurre en un sujeto que está en ayunas, es porque se inhibió la gluconeogénesis, lo que impidió el aumento de la producción de glucosa. La capacidad de la genisteína para reducir el nivel de azúcar en sangre de una persona permite que se la denomine una propiedad antidiabética. [4] Se evaluó más a fondo el mecanismo por el cual la genisteína inhibe la enzima cPEPCK. Primero, se colocó cPEPCK en presencia de ácido 3-mercaptopropiónico o 3-MPA, un inhibidor conocido de la enzima. Se comparó con los resultados de colocar cPEPCK en presencia de genisteína, que reveló que se utilizó el mecanismo de inhibición mixta para disminuir la actividad de cPEPCK. [4] La cPEPCK experimenta múltiples configuraciones al catalizar la formación de PEP. Puede estar libre, unida a GDP o unida a GTP. Se realizó un experimento que estudió la afinidad por la genisteína en estas diferentes configuraciones. Reveló que la geinstein favorece la unión a la cPEPCK con un GTP unido que a la enzima con un GDP unido, que se encontró que era menos estable. [4] Esto se debió a que el cPEPCK unido a GTP reveló un sitio de unión extendido para la genisteína. [4] Este es el mismo sitio de unión que el sustrato previsto de la enzima, el oxaloacetato, mientras que las otras configuraciones no lo hicieron en presencia de genisteína. [4] Esto proporcionó evidencia de que el mecanismo de inhibición de cPEPCK por genisteína era una mezcla de inhibición competitiva y no competitiva.
Una calicreína es un tipo de serina proteasa , que escinde enlaces peptídicos después de ciertos aminoácidos en una proteína. Estas 15 calicreínas, KLK1 a KLK15 , se encuentran en los tejidos humanos. La capacidad de esta molécula para escindir proteínas da como resultado la activación efectiva de los receptores de la superficie celular, lo que los convierte en elementos cruciales de muchas vías de transducción de señales biológicas y su amplificación a través de cascadas. Esta familia de serina proteasas es a menudo un biomarcador de enfermedades y, por lo tanto, se han convertido en un objetivo de inhibición. [5] La inhibición de estas calicreínas da como resultado una posible terapia para enfermedades como el cáncer metastásico o la enfermedad de Alzheimer. [5] La fukugetina, o (+)- morelloflavona , es un tipo de biflavonoide vegetal aislado de Garcinia brasiliensis . [5] Después de aislar fukugetina, se colocó con KLK1, KLK2 , KLK3 , KLK4 , KLK5 , KLK6 y KLK7 en concentraciones variables. [5] Esto permitió el análisis de la cinética enzimática a través de la derivación de los parámetros Km y Vmax. A través del modelo de cinética de Michaelis-Menten , se trazó el diagrama de Eadie-Hofstee . [5] Confirmó que la fukugetina actúa como un inhibidor mixto al exhibir afinidades variables pero presentes para la enzima sola y el complejo enzima-sustrato. Analizando a través de la cinética, la fukugetina disminuyó la Vmax mientras que aumentó la Km para estas KLK. [5] Típicamente, en la inhibición competitiva , la Vmax permanece igual mientras que la Km aumenta, y en la inhibición no competitiva , la Vmax disminuye mientras que la Km permanece igual. El cambio en ambas variables es otro hallazgo consistente con los efectos de un inhibidor mixto.
