Неконкурентные ингибиторы не могут связаться со свободным ферментом.

Понятие неконкурентный ингибитор часто смешивают с понятием смешанный неконкурентный ингибитор! Ингибиторы такого типа встречаются редко, хотя они имеют прямое отношение к изучению мультисубстратных ферментов.

Главная особенность этих ингибиторов - они не способны связываться со свободным ферментом. Они связываются только с фермент-субстратным комплексом. Это объясняется тем, что субстрат сам непосредственно включен в связывание ингибитора или связывание субстрата вызывает изменение конформации в связывающем ингибитор центре, облегчающее связывание ингибитора. Связывание ингибитора вызывает торможение активности фермента и превращение субстрата в продукт. Это может быть следствием прямого взаимодействия, или изменения конформации активного центра.

Неконкурентных ингибиторы неактивны при низких концентрациях субстрата.

Для связывания неконкурентного ингибитора, фермент должен сначала связаться с субстратом:

и только затем происходит связывание с ингибитором:

Комбинация ингибитора со свободным ферментом:

невозможна.

Это означает, что неконкурентные ингибиторы неактивны при очень низких концентрациях субстрата, когда почти весь фермент присутствует в свободной форме. При высоких концентрациях субстрата, когда большая часть молекул фермента присутствует в форме комплекса с субстратом, ингибитор эффективен.

Влияние на K_m Неконкурентные ингибиторы оказывают довольно неожиданный эффект на Км. Поскольку ингибитор связывается с комплексом субстрата и фермента, он эффективно уменьшает концентрацию этого комплекса, превращая часть его в тройной EIS. По закону действующих масс это способствует смещению равновесия субстрат связывающей реакции вправо и тем самым ингибитор увеличивает количество субстрата, который связывается с ферментом, давая очевидное увеличение сродства фермента к субстрату и уменьшение Км.

Эффект на V_max Поскольку ингибитор не вытесняется большими количествами субстрата, а наоборот, при больших количествах субстрата быстрее идет образования его комплекса с ферментом, необходимого для проявления действия ингибитора и поэтому уменьшается V_max.

Влияние на V_max/K_m Так как эти ингибиторы не работают при низких концентрациях субстрата, V_max/K_m не меняется.

Типичный график Лаинуивера - Берка для неконкурентного ингибитора представлен на рис. 2-12.

Вывод. Неконкурентные ингибиторы могут связываться только с комплексом субстрат-фермент, но не со свободным ферментом. В результате они не действуют при очень низких концентрациях субстрата. Они способствуют явному увеличению сродства фермента к субстрату, поскольку большее количество субстрата связывается с ферментом для образования, правда, неактивного тройного комплекса

Рис 2-12. График Лаинуивера-Берка для неконкурентных ингибиторов

Торможение продуктом реакции- пример конкурентного торможения.

Заключительный этап в действии любого фермента -выделение продукта. Это важный этап в работе фермента. Продукт связан с активным центром теми же связями, которые связывали и субстрат. Это взаимодействие похоже на субстрат связывающую реакцию, и подобно этой реакции, чаще всего является очень быстрой и легко обратимой. В результате этого, молекулы продукта способны к связыванию со свободным ферментом, образуя комплекс продукта и фермента. Как и в случае действия конкурентного ингибитора, продукт и субстрат пытаются занять активный центр, но не могут связываться одновременно. Поэтому предшествующее связывание продукта предохраняет фермент от связывания с субстратом , и продукт эффективно действует как ингибитор. В ферменте, катализирующем реакцию первого порядка это специализированная форма конкурентного торможения, поскольку субстрат и продукт конкурируют друг с другом. В ферментах с больше чем одним субстратом это выглядит более сложно.

В ферментных кинетических исследованиях мы почти всегда изучаем начальные скорости, которые является скоростью реакции, начинающейся немедленно после добавления фермента к субстрату. В это период времени, конечно, продукта нет, поскольку он еще не успел возникнуть, так что мы обычно игнорируем торможение продуктом в наших кинетических исследованиях.