Bioquímica Básica
5.6.2 Inibidores não competitivos
vitamina, a vitamina B9 (Tabela 5.13).
Outro exemplo é o AZT (3′-azido-2′-desoxitimidina), um análogo estrutural da desoxitimidina que inibe a DNA polimerase-RNA dependente (transcriptase reversa), necessária para a replicação do vírus HIV (de Human Immunodeficiency Virus), causador da AIDS (de Acquired Immune Deficiency Syndrome). O tratamento atual da AIDS emprega uma combinação de agentes antivirais (coquetel) que inclui inibidores da transcriptase reversa e da protease do HIV, outra proteína-chave para a construção das partículas virais.
Os inibidores competitivos são ainda utilizados na quimioterapia de diversos tipos de câncer. Neste caso, a célula neoplásica comporta-se como o agressor do organismo; seu metabolismo é diferente do da célula normal sob vários aspectos, incluindo uma velocidade de multiplicação muito maior, o que implica síntese de ácidos nucleicos intensa. Por isto, análogos estruturais de intermediários das vias de síntese de nucleotídios são os fármacos de escolha; um exemplo é a 6-mercaptopurina, que impede a síntese de nucleotídios purínicos. Os quimioterápicos atuarão mais intensamente sobre as células cancerosas, mas também serão atingidos tecidos normais que se dividem rapidamente, como a medula óssea (que produz as células sanguíneas), a mucosa intestinal, os folículos capilares, as células germinativas masculinas etc.
5.6.2 Inibidores não competitivos
Os inibidores pertencentes a esta classe não guardam qualquer semelhança estrutural com o substrato da reação que inibem. Seu efeito é provocado por ligação a grupamentos que não pertencem ao centro ativo; esta ligação altera a estrutura enzimática a tal ponto que inviabiliza a catálise. O ponto de ligação do inibidor não competitivo (I ) é a cadeia NC
lateral de um aminoácido — o grupo OH de serina, ou o grupo SH de cisteína, por exemplo. Como estes grupos são frequentes nas enzimas, a ação de inibidores não competitivos é bastante inespecífica, o mesmo inibidor podendo atuar sobre um grande número de enzimas (ao contrário do que ocorre com os inibidores competitivos).
A reação do inibidor não competitivo com a enzima pode ser representada por:
E + I ⇌ NC EINC
Vê-se, pelo equilíbrio, que há sempre uma fração de enzimas ligadas ao inibidor e inativas. O que diferencia este tipo de inibidor dos inibidores irreversíveis é que, no caso destes últimos, uma molécula enzimática ligada ao inibidor está definitivamente inativada, enquanto, no caso dos inibidores reversíveis não competitivos, uma molécula de enzima, que em um instante está ligada ao inibidor (inativa), pode encontrar-se livre (ativa) em um momento seguinte. Sendo assim, o fato da ligação do inibidor não competitivo à molécula de enzima ser reversível não diminui seu poder de ação. Como o sítio de ligação do inibidor não competitivo é diferente do sítio ativo, em alguns casos é possível a ligação concomitante de inibidor e substrato à enzima, formando um complexo ternário ESINC, incapaz de gerar produto.
Na presença de um inibidor não competitivo, tudo se passa como se efetivamente houvesse uma concentração menor de enzimas. Uma vez que a velocidade da reação enzimática é diretamente proporcional à concentração de enzimas ativas, a velocidade de reação será menor do que na ausência do inibidor para qualquer concentração de substrato; é claro que a velocidade máxima da reação também será reduzida. Ainda mais, já que o substrato e o inibidor não competitivo não competem pelo mesmo sítio de ligação na enzima, aumentos na concentração do substrato não podem anular ou mesmo atenuar o efeito do inibidor.
As características descritas permitem prever, para o inibidor não
competitivo (Figura 5.13), uma cinética diferente da do inibidor competitivo. Além disso, com inibidores não competitivos, o valor do K M aparente coincide com o valor do K . Isto porque as velocidades medidas M resultam da ação de enzimas que não estão ligadas ao inibidor e que conservam a mesma afinidade pelo seu substrato.
No caso da inibição não competitiva, a constante de dissociação do complexo EINC e a própria concentração do inibidor interferem no valor de V máx, e não no de KM, ao contrário do que ocorre com o inibidor competitivo. A equação de Michaelis-Menten passa a ser:
A Figura 5.14 apresenta a transformação de Lineweaver-Burk aplicada a esta equação, em comparação com as transformações para a cinética da reação na presença de inibidor competitivo e na ausência de inibidores.
São exemplos de inibidores não competitivos os íons de metais pesados como Hg–+, Pb–+ e Ag+, que reagem com grupos SH das proteínas. Os inibidores não competitivos têm amplo espectro de ação o que torna sua ingestão, direta ou indireta (por alimentos contaminados), extremamente tóxica. Muitos casos de intoxicação por Hg–+ ocorrem em mineração de ouro, onde o mercúrio é usado na extração do metal. O despejo de resíduos deste processo em rios é uma fonte considerável de poluição ambiental.