Les différence principale entre l'inhibition enzymatique réversible et irréversible est que l'inhibition enzymatique réversible inactive les enzymes par le biais d'interactions non covalentes. En revanche, l'inhibition enzymatique irréversible inactive les enzymes par inactivation covalente du site actif. De plus, l'effet d'inhibition est réversible dans l'inhibition enzymatique réversible, mais l'effet d'inhibition est irréversible dans l'inhibition enzymatique irréversible.

En bref, l'inhibition enzymatique réversible et irréversible sont les deux méthodes des mécanismes d'inhibition enzymatique responsables de la diminution de l'activité enzymatique. Généralement, les inhibiteurs réduisent la compatibilité du substrat et de l'enzyme, conduisant à l'inhibition de la formation de complexes enzyme-substrat.

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Qu'est-ce que l'inhibition enzymatique réversible

L'inhibition enzymatique réversible est un type d'inhibition enzymatique dans lequel les molécules inhibitrices se lient à l'enzyme par le biais d'interactions non covalentes. Ici, ces interactions comprennent des liaisons hydrogène, des interactions hydrophobes et des liaisons ioniques. Cependant, les molécules inhibitrices réversibles ne subissent pas de réactions chimiques avec les résidus d'acides aminés du site actif de l'enzyme. Par conséquent, les inhibiteurs réversibles peuvent être éliminés de l'enzyme soit par dilution, soit par dialyse.

Figure 1: Inhibition compétitive – Inhibiteur du méthotrexate DHFR

De plus, les quatre types d'inhibiteurs d'enzymes réversibles sont des inhibiteurs compétitifs, non compétitifs, non compétitifs et mixtes. Parmi ceux-ci, inhibiteurs compétitifs sont les composés ayant une ressemblance structurelle avec le substrat d'une enzyme particulière. Par conséquent, il entre en compétition avec le substrat pour atteindre le site actif de l'enzyme, réduisant l'action enzymatique. En revanche, inhibiteurs non compétitifs se lier à l'enzyme ou au complexe enzyme-substrat à un site autre que le site actif. Néanmoins, cela peut altérer la conformation 3D de l'enzyme, ce qui à son tour réduit la fonction enzymatique.

Figure 2: Types d'inhibition enzymatique réversible

Pendant ce temps, inhibiteurs non compétitifs se lier au complexe enzyme-substrat, éliminant efficacement le complexe enzyme-substrat, et ainsi, réduisant la formation de produit. D'autre part, inhibiteurs mixtes peut se lier à la fois à l'enzyme et au complexe enzyme-substrat, libérant le substrat du complexe enzyme-substrat-inhibiteur en formation. Contrairement aux inhibiteurs mixtes, les inhibiteurs non compétitifs ne permettent pas la dissociation du substrat du complexe enzyme-substrat-inhibiteur en formation.

Qu'est-ce que l'inhibition enzymatique irréversible

L'inhibition enzymatique irréversible est le deuxième type d'inhibition enzymatique avec des effets inhibiteurs permanents. En outre, la principale caractéristique importante des inhibiteurs d'enzyme irréversibles est qu'ils se lient de manière covalente aux résidus d'acides aminés du site actif de l'enzyme. De ce fait, ce type d'inhibiteurs est porteur de groupements fonctionnels réactifs tels que les moutardes azotées, les aldéhydes, les haloalcanes, les alcènes, les accepteurs de Michael, les phénylsulfonates ou les fluorophosphonates. De manière significative, ces groupes réactifs sont nucléophiles et forment des adduits covalents avec les chaînes latérales d'acides aminés dans le site actif.

Figure 3: Réaction de l'inhibiteur irréversible diisopropylfluorophosphate (DFP) avec une sérine protéase

À titre d'exemple, les gaz neurotoxiques, en particulier le DIFP, inhibent de manière irréversible les systèmes biologiques en formant un complexe enzyme-inhibiteur. Habituellement, il se produit par l'intermédiaire d'un groupe OH spécifique de la sérine aux sites actifs de certaines enzymes. Typiquement, les peptidases telles que la trypsine et la chymotrypsine contiennent des groupes sérine sur le site actif qui peuvent être inhibés par DIFP. Par conséquent, ce type de modifications covalentes du site actif de l'enzyme peut conduire à l'inactivation permanente de l'enzyme et l'action enzymatique est difficilement récupérable par l'ajout de substrat en excès dans le milieu.

Similitudes entre l'inhibition enzymatique réversible et irréversible

Différence entre l'inhibition enzymatique réversible et irréversible

Définition

L'inhibition enzymatique réversible fait référence au processus de liaison des inhibiteurs à l'enzyme par le biais d'interactions non covalentes de sorte que, une fois éliminés, ils permettent la restauration de la fonction enzymatique. Pendant ce temps, l'interaction enzymatique irréversible fait référence au processus de liaison des inhibiteurs à l'enzyme par le biais d'interactions covalentes, de sorte que leur dissociation prend beaucoup de temps, supprimant définitivement l'action de l'enzyme.

Type de liaison d'inhibiteur

Dans l'inhibition enzymatique réversible, les inhibiteurs se lient par des interactions non covalentes telles que des liaisons hydrogène, des interactions hydrophobes et des liaisons ioniques. En revanche, dans l'inhibition enzymatique irréversible, les inhibiteurs se lient par des interactions covalentes, qui modifient les résidus d'acides aminés par des groupes fonctionnels réactifs.

Dissociation du complexe enzyme-inhibiteur

Dans l'inhibition enzymatique réversible, le complexe enzyme-inhibiteur se dissocie rapidement, mais le complexe enzyme-inhibiteur se dissocie très lentement dans l'inhibition enzymatique irréversible.

Rétablir l'inhibition

L'inhibition enzymatique réversible peut être restaurée, mais l'inhibition enzymatique irréversible prend beaucoup de temps à restaurer.

Les types

Quatre types d'inhibition enzymatique réversible sont l'inhibition compétitive, non compétitive, non compétitive et mixte, tandis que l'inhibition enzymatique irréversible se produit par l'inactivation covalente du site actif de l'enzyme.

Exemples d'inhibiteurs

Certains des exemples d'inhibiteurs d'enzymes réversibles comprennent la DHFR, les médicaments antiviraux tels que le ritonavir, l'oseltamivir et le tipranavir, etc. Pendant ce temps, certains des exemples d'inhibiteurs d'enzymes irréversibles comprennent le DFP, le DFMO, les insecticides tels que le malathion, les herbicides tels que le glyphosate et désinfectants comme le triclosan, etc.

Conclusion

L'inhibition enzymatique réversible est le processus d'inhibition temporaire de l'action d'une enzyme. Par conséquent, avec la suppression de l'action inhibitrice, la fonction de l'enzyme peut être restaurée. De plus, les inhibiteurs réversibles se lient à l'enzyme par des interactions non covalentes. Par conséquent, il permet la dissociation rapide du complexe enzyme-inhibiteur, rétablissant la fonction enzymatique. En revanche, l'inhibition enzymatique irréversible est le processus d'inhibition permanente de la fonction enzymatique. Par conséquent, la dissociation du complexe enzyme-inhibiteur prend beaucoup de temps. De plus, les molécules inhibitrices se lient de manière covalente aux résidus du site actif de l'enzyme, bloquant la formation du complexe enzyme-substrat. Sur ces comptes, la principale différence entre l'inhibition enzymatique réversible et irréversible est le mécanisme de liaison des inhibiteurs à l'enzyme et les effets qui en résultent.

Les références:

1. "18.8 Inhibition enzymatique." Les bases de la chimie générale, organique et biologique, vol. 1.0. Disponible ici.

Image de courtoisie:

1. "Inhibiteur du méthotrexate DHFR" de Thomas Shafee - Travail personnel (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia 2. "Types d'inhibition en" Par fullofstars - en: Image: Inhibition.png (PD) (Domaine public) via Commons Wikimedia 3 "Réaction DIF" de TimVickers - Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia