تثبيط نشاط الانزيمات

يمكن أن تثبط العوامل البيئية environmental factors بحد ذاتها وبالتعاون مع المسارات الأيضية metabolic pathways نشاط إنزيم enzyme بشكل دائم أو مؤقت.

1- تثبيط الإنزيم بالعوامل البيئية Enzyme Inhibition by Environmental Factors

أ- درجة الحرارة temperature

تؤثر درجة الحرارة temperature على معدل تفاعل الانزيم enzyme’s reaction rate، الذي يبطئ كلما زاد إنحراف درجة الحرارة عن الدرجة المثلى. لأن معظم الإنزيمات هي بروتينات proteins، فإنها حساسة sensitive للتغيرات في درجة الحرارة، في الواقع, إرتفاع درجة الحرارة يمكن أن تتلف البروتين, وربما تؤدي إلى توقف مفاجئ لعملية الأيض.

ب- الأس الهيدروجيني pH

يؤثر الأس الهيدروجيني pH أيضاً على النمو الميكروبي microbial growth. مجدداً، زيادة أو نقصان في البروتونات protons (⁺H) ستتداخل مع معدل تفاعل الانزيم، التغير المتطرف لا يؤدي إلى تغير طبيعة الإنزيم فقط، ولكن إلى التثبيط الأيضي والانزيمي enzyme and metabolic inhibition.

ج- المواد الكيميائية chemicals

بالإضافة لذلك، تطبيق المواد الكيميائية "بيئياً environmentally" قد يثبط عمل الأنزيم. تثبط الكحولات Alcohols والفينول phenol الإنزيمات وترسب البروتينات، مما يجعل هذه العوامل الكيميائية ممقمات antiseptics أو مطهرات disinfectants فعالة. مواد كيميائية طبيعية أخرى تتداخل مع عمل الانزيم (على سبيل المثال، البنسيلين penicillin) أو مع قدرة الخلية على تنفيذ تفاعل انزيمي حاسم (على سبيل المثال، أدوية السلفا sulfa drugs)، مما يجعل هذه العوامل مضادات حيوية antibiotics فعالة.

2- تثبيط الإنزيم عبر تعديل المسار Enzyme Inhibition through Pathway Modulation

لا يحدث نفس التفاعل الكيميائي chemical reaction في الخلية في كل وقت، حتى لو كانت الركيزة substrate موجودة. بدلا من ذلك، تنظم الخلايا الانزيمات بحيث تكون موجودة أو نشطة فقط في الوقت المناسب أثناء عملية الأيض.

أ- التثبيط غير التنافسي noncompetitive inhibition

واحدة من الطرق الأكثر شيوعا لتعديل نشاط الإنزيم هو للمنتج النهائي final end product من المسار الأيضي metabolic pathway ليثبط الإنزيم في ذلك المسار. إذا تم تثبيط الإنزيم الأول في المسار، عندئذ لا يتوفر منتج كمدخل لبقية المسار. هذا التثبيط الرجعي feedback inhibition هو نموذجي في العديد من المسارات الأيضية في الخلايا. بشكل عام، عندما يرتبط المنتج النهائي أو أي جزيء إلى موقع غير نشط non-active site على الانزيم، يتغير شكل الموقع النشط ولم يعد قادر على الإرتباط بالركيزة. يشار إلى هذا النوع من التعديل بالتثبيط غير التنافسي noncompetitive inhibition.

ب- التثبيط التنافسي competitive inhibition

طريقة أخرى لتعديل الإنزيم هو من خلال حجب موقعها النشط بحيث لا يمكن أن ترتبط الركيزة الطبيعية. يحدث هذا التثبيط التنافسي competitive inhibition بالطريقة التالية. إذا أرتبط جزيء يشبه الركيزة الطبيعية بشكل عكسي بالموقع النشط active site، فإنه يتنافس مع الركيزة الطبيعية على الموقع النشط. بالجلوس في الموقع النشط، لا يمكن أن يتحول هذا المثبط التنافسي competitive inhibitor إلى منتج product ولا يسمح بإرتباط الركيزة الطبيعية.

المبدأ في علم الأحياء biology كان يقول أن جميع الإنزيمات كانت بروتينات. على الرغم من أن هذه العبارة عادة صحيحة، هناك حالات حيث الحمض النووي الريبي ribonucleic acid (RNA) يمكن أن يكون له تأثيرات حفزية catalytic effects.