Bio 1.6. p81-82

De regeling van enzymen

• Het lichaam heeft mechanismen om enzymen aan en uit te zetten of hun activiteit bij te sturen.

• Belangrijke spelers in deze regeling zijn:

  • Inhibitoren (remmers)

  • Co-enzymen (organische hulpstoffen)

  • Cofactoren (meestal metaalionen)

• lichaam kan reguleren wanneer:

  • een reactie snel moet verlopen

  • waar deze mag plaatsvinden

  • en wanneer het beter is dat de reactie afgeremd wordt.

• Veel geneesmiddelen werken als enzymremmers:

  • Aspirine

    • een inhibitor van enzymen betrokken bij ontstekingsreacties.

  • ACE-remmers verlagen de bloeddruk

    • door een enzym te blokkeren dat normaal gesproken bloedvaten laat samentrekken.

Inhibitoren: remmers van enzymactiviteit

• inhibitoren: werking van enzymen afremt of volledig blokkeert

  • toegang tot actief centrum te verhinderen.

• Er zijn twee hoofdtypes van inhibitoren:

  • Competitieve inhibitor

  • Niet-competitieve inhibitor

Competitieve inhibitor

• Heeft een vorm die sterk lijkt op het substraat.

• Kan passen in het actief centrum van het enzym.

  • De inhibitor neemt de plaats van het substraat in.

  • Echte substraat kan tijdelijk niet binden.

  • De reactie vertraagt of stopt zolang de inhibitor in het actief centrum bevindt.

• Verhoging van substraatconcentratie vergroot de kans dat het substraat het actief centrum bereikt:

  • waardoor het effect van de competitieve inhibitor gedeeltelijk kan worden overwonnen.

Voorbeeld

• Methotrexaat is een geneesmiddel dat op foliumzuur lijkt en blokkeert een enzym dat nodig is voor DNA-aanmaak in snel delende cellen, bv. kankercellen.

Niet-competitieve inhibitor

• Bindt niet aan het actief centrum, maar aan een andere plaats op het enzym:

  • Verandert de 3D-vorm van het enzym.

  • Het actief centrum wordt vervormd.

  • Het substraat past niet meer goed.

• Extra substraat toevoegen helpt niet, omdat het actief centrum zelf is vervormd.

Voorbeeld

• Zware metalen zoals lood of kwik kunnen enzymen blijvend uitschakelen door binding aan het enzym en het vervormen ervan.

• Deze metalen zijn toxisch omdat ze de enzymstructuur veranderen en de enzymactiviteit remmen.

Co-enzymen: de tijdelijke organische helpers

• Sommige enzymen hebben een organische hulpstof nodig, genaamd een co-enzym.

• Een co-enzym kan worden gezien als een tijdelijke partner die een deel van de reactie voor zijn rekening neemt.

• co-enzym, organische molecule die vaak afgeleid is van:

  • een vitamine, die tijdelijk bindt aan het enzym en na de reactie terug lost

Voorbeeld

• NAD⁺ is een co-enzym dat waterstofatomen opneemt tijdens de celademhaling en zo helpt bij de energieproductie.

Cofactoren: het ontbrekende puzzelstuk

• een cofactor is een niet-organische hulpstof, vaak een metaalion

• enzym zonder cofactor: apo-enzym

• enzym met cofactor: holo-enzym

• Cofactoren helpen het enzym de juiste vorm te krijgen of maken een bepaalde reactie chemisch mogelijk.

• Vaak is een enzym inactief zonder cofactor

• cofactoren zijn blijvend gebonden aan het enzym

Voorbeeld

• Het enzym carbonic anhydrase zet koolstofdioxide (CO₂) om in bicarbonaat (HCO₃⁻) en heeft zinkionen als cofactor nodig om goed te functioneren.