Inhibiittori tarkoittaa kahdessa eri kemian tieteenalassa eri asioita.
Kemiassa se tarkoittaa ainetta, joka hidastaa kemiallisia reaktioita.
Biokemiassa ainetta, joka estää entsyymin toiminnan joko kokonaan tai osittain. Inhibiittori on katalyytin vastakohta.
Biokemiassa inhibiittorit voivat pysäyttää reaktion kulun kolmella eri tavalla.
1. Inhibiittori kiinnittyy entsyymin aktiiviseen kohtaan (kohtaan, jossa entsyymin kemiallisia reaktioita tapahtuu), jolloin substraatti (entsyymiin sitoutuva aine) ei pääse kiinnittymään. Esimerkiksi antibioottien toimintamekanismissa antibiootit kiinnittyvät bakteerien aineenvaihdunnassa toimivien entsyymien aktiiviseen kohtaan, jolloin bakteerit kuolevat.
2. Jotkin inhibiittorit muuttavat entsyymimolekyylin muotoa, jolloin substraatti ei pysty kiinnittymään sen aktiiviseen kohtaan. Syanidi, tietyt hermokaasut kuten organofosfaatit ja arsenikki estävät tällä tavalla elämän kannalta välttämättömien reaktioiden tapahtumisen soluissa ja ovat sen takia tappavan myrkyllisiä.
3. Soluissa on luonnollisia inhibiittoreita. Entsyymireaktiosta voi syntyy lopputuotetta, joka estää entsyymin tuotannon toimimalla luonnollisena inhibiittorina. Näin solussa tapahtuvien reaktioiden tasapaino säilyy.
Inhibitio voi olla joko palautuvaa tai palautumatonta eli revesiibeliä tai irreversiibeliä.
Palautumaton inhibiittori sitoutuu entsyymiin tiukasti joko kovalenttisesti tai ei-kovalenttisesti hyvin pitkäksi aikaa. Esimerkiksi itsemurhainhibiittorit sitoutuvat entsyymiin palautumattomasti siten, että ne muuttuvat sitouduttuaan hyvin reaktiivisiksi yhdisteiksi.
Palautuva inhibiittori puolestaan sitoutuu entsyymiin vain lyhyeksi aikaa. Palautuva inhibitio voidaan jakaa nonkompetitiiviseen inhibitioon tai kompetitiiviseen inhibitioon.
Nonkompetitiivisessa inhibitiossa substraatti ja inhibiittori sitoutuvat eri kohtiin entsyymiä, jolloin ne voivat olla sitoutuneena entsyymiin samanaikaisesti. Nonkompetiivinen inhibitio vaikuttaa itse katalyysireaktioon, eikä sen vaikutusta voida pienentää substraatin konsentraatiota lisäämällä toisin kuin kompetitiivisessa inhibitiossa.
Kompetitiivisessa inhibitiossa sekä substraatti että inhibiittori pyrkivät kiinnittymään samaan kohtaan entsyymiä. Ne siis kilpailevat kiinnittymisestä entsyymin aktiiviseen kohtaan, mikä myös hidastaa katayysireaktioita pienentämällä katalyysiin osallistuvien entsyymien määrää. Muun muassa katalyysireaktion lopputuote voi toimia kompetitiivisena inhibiittorina.
Kompetitiivinen inhibitio voi olla myös hyvä juttu, vaikka se usein assosioidaan negatiivisiin lääkkeiden yhteisvaikutuksiin estämällä eri lääkkeiden imeytymistä ja täten kumoamalla osittain tai pahimmassa tapauksessa kokonaan lääkkeen vaikutusta.
Statiinit voivat kompetitiivisella inhibitiolla laskea kolestrolia HMG-CoA-reduktaasilla. Statiinit sitoutuvat HMG-CoA-reduktaasin aktiiviseen kohtaan. Tämä estää entsyymiä muuttumasta HMG-CoA mevolonaatiksi. Seurauksena kolestrolin synteesi vähenee, mikä alentaa veren kolestrolipitoisuutta.
HMG-GoA ja mevalonaatti ovat avainasemassa kolestrolin synteesiprosessissa, joka tapahtuu maksassa. Tämä prosessi tunnetaan mevalonaattireittinä tai kolestrolin biosynteesireittinä. Nämä molekyylit liittyvät seuraavalla tavalla kolestrolin tuotantoon:
1. HMG-CoA muodostuminen
- Asetyyli-CoA on keskeinen molekyyli monissa aineenvaihduntareiteissä. Kaksi asetyyli-CoA-molekyyliä yhdistyy muodostaen asetoasetyyli-CoA.
- Tämän lisäksi juuri kahdesta asetyyli-CoA:sta muodostunut asetoasetyyli-CoA yhdistyy kolmannen yksittäisen asetyyli-CoA-molekyylin kanssa, muodostaen 3-hydroksi-3-metyyliglutaryyli-CoA (HMG-CoA).
2. HMG-CoA:n muuntaminen mevalonaatiksi
- HMG-CoA muuntuu mevalonaatiksi entsyymin nimeltä HMG-CoA-reduktaasi vaikutuksesta. Tämä reaktio on kolestrolin biosynteesin nopeutta rajoittava vaihe ja yksi tärkeimmistä sääntelykohdista.
- Statiinit vaikuttavat tähän kohtaan prosessia, koska ne estävät HMG-CoA-reduktaasin toimintaa, mikä joka mevalonaatin muodostumisen vähenemiseen.
3. Mevalonaatin muuntuminen
- Mevalonaatti muutetaan useiden välivaiheiden kautta isopentenyyli-PP ja edelleen skvaleeniksi.
- Skvaleenista syntyy lopulta lanosteroli, joka käy läpi useita entsymaattisia muunnoksia, kunnes siitä muodostuu kolestroli.
Lyhyesti, HMG-CoA on kolestrolin synteesin esiaste, joka muuttuu mevalonaatiksi HMG-CoA-reduktaasin avulla, mevalonaatti on kriittinen välimolekyyli, josta syntyy edelleen kolestrolia ja HMG-CoA-reduktaasi on kolestrolin tuotannon säätelevä entsyymi, jota statiinit estävät, mikä vähentää kolestrolin tuotantoa. Tämä reitti on keskeinen kolestrolin biosynteesille, ja siihen puuttuminen statiineilla on tehokas tapa alentaa veren kolestrolin tuotantoa.
Lähteet:
1. https://fi.wikipedia.org/wiki/Inhibiittori
2. https://www.youtube.com/watch?v=jJUoQMLMV2E
3. https://www.solunetti.fi/fi/solubiologia/entsyymiaktiivisuuden_saately/2/
4. https://www.duodecimlehti.fi/duo92426
5. https://fi.wikipedia.org/wiki/HMG-CoA-reduktaasi
6. https://www.youtube.com/watch?v=GJPUoEl2Qs8