Ejercicio resuelto de Enzimas · Biología · La Rioja · 2024

La actividad de algunas enzimas está regulada por moléculas inhibidoras de la misma.

a) Explique el efecto de los inhibidores sobre la actividad enzimática. [0,25 puntos]

b) Explique los tres tipos más característicos de inhibición que se conocen. [0,25 puntos cada tipo]

$\textbf{a) Explique el efecto de los inhibidores sobre la actividad enzimática. [0,25 puntos]}$

Los inhibidores son sustancias que disminuyen o anulan la velocidad de la reacción catalizada por una enzima. Lo hacen uniéndose a ella y alterando el centro activo, ya sea ocupándolo o deformándolo, de modo que la enzima pierde total o parcialmente su capacidad de transformar el sustrato.

Su efecto no es solo un estorbo: la inhibición es uno de los mecanismos de regulación del metabolismo, porque permite encender y apagar rutas enteras. El caso más común es la retroinhibición, en la que el producto final de una ruta inhibe a la primera enzima de esa misma ruta y evita que se siga fabricando lo que ya sobra. Muchos fármacos y venenos actúan también como inhibidores enzimáticos.

$\textbf{b) Explique los tres tipos más característicos de inhibición que se conocen. [0,25 puntos cada tipo]}$



La inhibición competitiva la produce una molécula parecida al sustrato, que se une al propio centro activo. Sustrato e inhibidor compiten por el mismo sitio, de modo que el efecto es reversible: si se aumenta mucho la concentración de sustrato, este desplaza al inhibidor y la enzima acaba alcanzando su velocidad normal. Por eso la $V_{\max}$ no varía, pero la $K_m$ aparente aumenta. Ejemplo clásico: el malonato inhibe a la succinato deshidrogenasa por parecerse al succinato.

La inhibición no competitiva la produce una molécula que se une a un lugar distinto del centro activo, un centro alostérico, y al hacerlo deforma la enzima y la incapacita. Puede unirse tanto a la enzima libre como al complejo enzima-sustrato, y aumentar la concentración de sustrato no la desplaza, porque no compiten por el mismo sitio. El efecto equivale a retirar una parte de las moléculas de enzima: la $V_{\max}$ disminuye y la $K_m$ no cambia. Actúan así muchos metales pesados, como el plomo y el mercurio.

La inhibición irreversible la produce una molécula que se une covalentemente a la enzima, normalmente en un aminoácido del centro activo, y la inutiliza de forma permanente. No se revierte por dilución ni por exceso de sustrato: la única forma de recuperar la actividad es sintetizar enzima nueva. Es el caso de los organofosforados sobre la acetilcolinesterasa, del cianuro sobre la citocromo c oxidasa o de la penicilina sobre la transpeptidasa bacteriana.

Como tercer tipo también se admite la inhibición acompetitiva, en la que el inhibidor solo se une al complejo enzima-sustrato ya formado y reduce a la vez la $V_{\max}$ y la $K_m$.