สารหลายตัวมีคุณสมบัติในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์โดยทำปฏิกิริยากับ เอนไซม์แล้วจึงยับยั้งที่ขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งของการทำงาน ตามปกติตัวยับยั้ง อาจเข้าจับหรือทำปฏิกิริยากับเอนไซม์ที่บริเวณเร่งแล้วทำให้ซับสเตรตไม่สามารถจับกับเอนไซม์ได้ตามเดิม หรือหากจับได้ก็ไม่สามารถดำเนินปฏิกิริยาไปตามปกติได้
หรือตัวยับยั้งอาจทำปฏิกิริยากับเอนไซม์ ที่ส่วนอื่นของโมเลกุล แล้วก่อให้เกิด การเปลี่ยนแปลงโครงร่างของโมเลกุลไป ทำให้เอนไซม์หมดประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยา |
||
สารที่สามารถยับยั้งการทำงานของเอนไซม์แบ่งออก
เป็นสองประเภท คือ ตัวยับยั้งแบบทวนกลับไม่ได้ (irreversible inhibitor) และ ตัวยับยั้งแบบทวนกลับได้
(reversible inhibitor) |
||
ตัวยับยั้งแบบทวนกลับไม่ได้
จับกับเอนไซม์ด้วยพันธะที่มีความแข็งแรง เช่น พันธะโควาเลนต์ ทำให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อนที่คงตัว
ทำให้เอนไซม์ไม่สามารถเร่งปฏิกิริยาต่อไปได้ และยังไม่สามารถกลับคืนสู่สภาพ
ที่เร่งปฏิกิริยาได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น การยับยั้งเอนไซม์ไซโคลอออกซีจีเนส (cyclooxygenase) โดยแอสไพริน (aspirin) หรือ อะซิติลซาลิไซเลต (acetyl salicylate) |
||
สำหรับตัวยับยั้งแบบทวนกลับได้มีอยู่สามชนิด คือ ตัวยับยั้งแบบแข่งขัน (competitive inhibitor) ตัวยับยั้งแบบไม่แข่งขัน (non-competitive inhibitor) และตัวยับยั้งแบบไม่สามารถแข่งขันได้โดยตรง (uncompetitive inhibitor) | ||
ตัวยับยั้งแบบแข่งขัน (competitive inhibitor) มักจะมีโครงสร้างคล้ายคลึงกับซับสเตรต จึงอาจสามารถจับกับบริเวณเร่งของเอนไซม์ได้เช่นเดียวกับซับสเตรต ดังนั้นซับสเตรตและตัวยับยั้งชนิดนี้จึงเป็นคู่แข่งขันแย่งกันจับกับเอนไซม์ แต่ตัวยับยั้งไม่สามารถทำปฏิกิริยาต่อไปได้ดังเช่นซับสเตรตหรือทำปฏิกิริยา ต่อไปได้เพียงช้าๆ ตัวยับยั้งแบบแข่งขันอาจจับกับเอนไซม์ที่บริเวณอื่นๆ นอกจากบริเวณที่ตัวเข้าทำปฏิกิริยาจับ แล้วทำให้เอนไซม์ เปลี่ยนแปลงโครงร่างไปจนไม่สามารถจับกับตัวเข้าทำปฏิกิริยาได้อีกก็ได้ ถ้ามีซับสเตรตมากๆ ตัวยับยั้งแบบนี้ก็จะแย่งจับกับเอนไซม์ได้น้อยลง จึงลดผลของการยั้บยั้งได้ การยับยั้งแบบนี้ค่า Vmax ไม่เปลี่ยนแปลง แต่ค่า Km เพิ่มขึ้น
|
||
ค่า [I0] คือ ไม่มีตัวยับยั้ง ค่า [I1] จะมีความเข้มข้นของตัวยับยั้งน้อยกว่า [I2] |
||
จากกราฟการยับยั้งแบบนี้จะทำให้ค่า Vmax เท่าเดิม แต่ทำให้ค่า Km เพิ่มขึ้น เพราะซับสเตรตต้องแข่งกับตัวยับยั้งในการจับกับเอนไซม์ ถ้ามีความเข้นข้นของซับสเตรตมาก ซับสเตรตก็จะแย่งกับตัวยับยั้งได้ดีขึ้น จึงเปรียบเสมือนลดผลของการยับยั้งแบบนี้ลง
|
||
ตัวยับยั้งเอนไซม์แบบไม่แข่งขัน |
||
ตัวยับยั้งแบบไม่แข่งขัน (non-competitive inhibitor) จะเข้าจับกับเอนไซม์บริเวณอื่นที่ไม่ใช่บริเวณเร่ง ลำดับในการเข้าจับนั้นอาจเป็นแบบตัวยับยั้งจับกับเอนไซม์อิสระ หรือเอนไซม์ที่อยู่ในรูปของสารประกอบเชิงซ้อนของเอนไซม์-ซับสเตรตก็ได้ เมื่อเกิดเป็น สารประกอบเชิงซ้อนของเอนไซม์-ซับสเตรต-ตัวยับยั้ง (ESI) แล้ว จะไม่เกิดผลิตภัณฑ์ขึ้น การที่มีเอนไซม์มากๆ ก็ไม่สามารถลดผลของการยั้บยั้งนี้ได้ การยับยั้งแบบนี้จะมีค่า Vmax ลดลง แต่ค่า Kmไม่เปลี่ยนแปลง
|
||
ค่า [I0] คือ ไม่มีตัวยับยั้ง ค่า [I1] จะมีความเข้มข้นของตัวยับยั้งน้อยกว่า [I2] |
||
จากกราฟ การยับยั้งแบบนี้จะทำให้ค่า Vmax ลดลง แต่ค่า Km ไม่เปลี่ยนแปลง เพราะหากตัวยับยั้งทำให้สารประกอบเชิงซ้อนระหว่างเอนไซม์กับซับสเตรตไม่สามารถเปลี่ยนแปลงต่อไปเป็นผลิตภัณฑ์ได้ นั่นหมายถึง เราสูญเสียเอนไซม์ตัวนั้นไป จึงทำให้ค่า Vmax ลดลง แต่ค่า Km เท่าเดิมเพราะเอนไซม์ที่เหลือไม่ได้ลดความสามารถในการจับกับซับสเตรตลง ค่าความเข้มข้นของซับสเตรตที่จะทำให้อัตราเร็วเป็นครึ่งหนึ่งของอัตราเร็วสูงสุดจึงเท่าเดิม
|
||
ตัวยับยั้งเอนไซม์แบบไม่แข่งขันโดยตรง |
||
|
||
ตัวยับยั้งแบบไม่สามารถแข่งขันได้โดยตรง (uncompetitive inhibitor) ตัวยับยั้งแบบนี้จะเข้าจับกับ สารประกอบเชิงซ้อนของเอนไซม์-ซับสเตรต(ES) เท่านั้น ได้เป็นสารประกอบเชิงซ้อนของเอนไซม์-ซับสเตรต-ตัวยับยั้ง (ESI) แล้วไม่เปลี่ยนแปลงต่อไปเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ การมีซับสเตรตมากๆ ก็ไม่ได้เป็นการลดผลของการยับยั้งแบบนี้ การยับยั้งแบบนี้ทำให้ค่า Vmax และ Km ลดลง | ||
ค่า [I0] คือ ไม่มีตัวยับยั้ง ค่า [I1] จะมีความเข้มข้นของตัวยับยั้งน้อยกว่า [I2] |
||
จากกราฟ
การยับยั้งแบบนี้จะทำให้ค่า Vmax และ Km ลดลง เนื่องจากตัวยับยั้ง
|
||