Trong ức chế allosteric, hoặc ức chế không cạnh tranh, chất ức chế liên kết với trung tâm allosteric của một enzym, do đó làm giảm hoạt động của nó. Sự liên kết dẫn đến sự thay đổi cấu trúc ngăn chặn một phần hoặc hoàn toàn chức năng của enzym. Ức chế allosteric đang được xem xét để điều trị ung thư.
Ức chế allosteric là gì?
Trong ức chế allosteric, chất ức chế liên kết với trung tâm allosteric của một enzym, do đó làm giảm hoạt động của nó. Ức chế hoặc ức chế trong y học đề cập đến việc làm chậm, trì hoãn hoặc ngăn chặn các quá trình sinh học. Do đó, hành động có thể đi vào bế tắc do ức chế. Trong hóa sinh, sự ức chế thường tương ứng với sự ức chế enzym. Loại ức chế này có thể cạnh tranh hoặc không cạnh tranh. Ức chế không cạnh tranh còn được gọi là ức chế allosteric. Trong loại ức chế này, mục đích là liên kết các chất ức chế bên ngoài các vị trí hoạt động của quá trình bị ức chế. Các chất ức chế được sử dụng và sự liên kết của chúng ảnh hưởng tiêu cực đến chức năng của một enzym tham gia vào quá trình này. Các chất ức chế được sử dụng cũng được gọi là chất tác động allosteric và, ngược lại với sự ức chế cạnh tranh của enzyme, không gắn vào trung tâm quá trình hoạt động mà gắn vào các vị trí khác của enzym tương ứng. Do đó, chúng nằm ở trung tâm allosteric của enzyme và theo cách này thay đổi cấu trúc của nó. Sự thay đổi cấu trúc này làm cho enzyme không thể hoặc ít nhất là khó khăn để liên kết cơ chất với vị trí hoạt động.
Chức năng và nhiệm vụ
Enzymes là thành phần thiết yếu của bất kỳ sinh vật nào. Các chất riêng của cơ thể tham gia vào tất cả các quá trình trao đổi chất và xúc tác cho hầu hết các phản ứng sinh hóa. Để điều chỉnh các quá trình enzym, các tế bào của cơ thể cần có những cơ chế nhất định để ảnh hưởng đến hoạt động cụ thể của enzyme. Enzyme thường được kích hoạt và hoạt động của chúng được điều chỉnh thông qua các sửa đổi. Tuy nhiên, liên kết với một số chất cũng có thể đóng một vai trò trong việc điều hòa các hoạt động của enzym. Các chất liên kết còn được gọi là chất hiệu ứng, tùy thuộc vào tác động của chúng lên enzym, được gọi là chất hoạt hóa hoặc chất ức chế. Chất hoạt hóa làm tăng hoạt tính của enzym và thúc đẩy phản ứng liên kết. Các chất ức chế làm giảm hoạt động của enzym và ức chế các phản ứng tương ứng. Các chất ức chế trong vị trí hoạt động của enzym gây ra cái gọi là ức chế cạnh tranh và chiếm các vị trí liên kết của vị trí hoạt động. Trong ức chế không cạnh tranh, chất ức chế liên kết với trung tâm allosteric của một enzym cụ thể, gây ra sự thay đổi cấu trúc tại vị trí hoạt động. Enzyme mất chức năng một phần hoặc hoàn toàn do kết quả của các quá trình này. Ức chế phản hồi hoặc ức chế sản phẩm cuối cùng được coi là một dạng đặc biệt của loại ức chế này. Trong trường hợp này, một sản phẩm của chuỗi tổng hợp ức chế một cách ngẫu nhiên một enzym tham gia vào quá trình tổng hợp. Tất cả các loại ức chế allosteric có thể được đảo ngược. Quá trình này tương ứng với việc loại bỏ các tác nhân gây dị ứng. Bất kỳ sự ức chế không cạnh tranh nào đều dựa trên sự liên kết của chất ức chế I với trung tâm allosteric của enzyme E. Sự liên kết này không ảnh hưởng đến sự gắn kết cơ chất. Chất ức chế có thể liên kết không chỉ với enzym tự do mà còn với phức hợp enzym-cơ chất của nó, vì nó không phải liên kết trong phần liên kết của enzym. Chất nền tương ứng cũng phản ứng với phức hợp chất ức chế enzym một cách tương tự. Tuy nhiên, phức hợp cơ chất-chất ức chế enzyme được hình thành không phân cắt sản phẩm tạo thành. Trong các trường hợp ức chế không cạnh tranh riêng lẻ, hành vi cụ thể của các chất ức chế có thể sai lệch ít nhiều so với trường hợp bình thường.
Bệnh tật và rối loạn
Ức chế các quá trình enzym là một loại quy định quan trọng trong cơ thể con người. Ví dụ, chúng có thể bị xáo trộn bởi các khiếm khuyết di truyền, đặc biệt là do đột biến. Những đột biến như vậy có thể ảnh hưởng đến các khối xây dựng khác nhau của cơ thể con người vì chúng đóng một vai trò trong việc ức chế enzym. Hậu quả của việc thiếu ức chế có thể rất đa dạng. Cao A xít uric, ví dụ, có thể liên quan đến rối loạn ức chế enzym. A xít uric tập trung trong máu tăng cao và không được bài tiết đủ qua nước tiểu, muối được gửi vào khớp và do đó có thể thúc đẩy sự hình thành bệnh gút nốt sần. Các A xít uric các tinh thể gây ra phản ứng viêm trong lớp lót bên trong của khớp, như liên quan đến một cuộc tấn công cấp tính của bệnh gút. Axit uric tăng cao có thể là do khiếm khuyết trong việc ức chế allosteric thúc đẩy tăng sinh tổng hợp cái gọi là nucleotide purine. Tuy nhiên, ức chế allosteric không chỉ là cơ sở của các bệnh khác nhau, mà hiện nay còn được y học sử dụng cho mục đích điều trị. Ví dụ, ức chế allosteric của BCR-ABL được coi là một nguyên tắc điều trị hiện tại ở nhiễm sắc thể dương tính bệnh bạch cầu. Y học hiện đại cũng sử dụng nguyên tắc ức chế allosteric trong các lĩnh vực khác của ung thư điều trị. Hiện nay, các nhà khoa học đang ngày càng tìm kiếm nhiều chất ức chế trong bối cảnh ung thư nghiên cứu. Trong bối cảnh đó, các nhóm nghiên cứu của Mỹ đã phát hiện ra Ral protein, ví dụ, có vẻ được quan tâm đặc biệt cho nghiên cứu ung thư. Tuy nhiên, vẫn không có dấu hiệu của một loại thuốc hoạt động. Tuy nhiên, ức chế không cạnh tranh, allosteric nói riêng là một lĩnh vực sẽ giúp hình thành tương lai của bệnh ung thư điều trị.
