Enzymhemmung
Synonym(e)
Definition
Reversible oder nicht-reversible Hemmung der Aktivität eines Enzyms durch kompetitive (engl. competition=Wettbewerb) oder nicht-kompetitive Hemmung oder durch ein Überangebot an Substrat (Substrathemmung).
Einteilung
Unterschieden wird zwischen der:
- reversiblen und der
- nicht-reversiblen Hemmung
zwischen der:
- kompetitiven, und der
- nicht-kompetitiven (allosterischen)
Hemmung von Enzymen.
Kompetitive Hemmung: Enzyme funktionieren nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Nur das passende Substrat kann an das aktive Zentrum binden und prozessiert werden. Stoffe die einem Substrat strukturell ähnlich sind, können ebenfalls an das aktive Zentrum des Enzyms binden. Sie blockieren damit Bindung und die Prozessierung des "eigentlichen" Substrats. Hemmstoff und Substrat konkurrieren (engl. competition) somit um die gleiche Bindungsstelle.
Nicht-kompetitive Hemmung (auch allosterische Hemmung (von allos griech. anderer, stereos= fest). Hierbei besetzen bestimmte niedermolekulare Verbindungen nicht das aktive Zentrum des Enzyms, sondern weitere "Andockstellen" außerhalb des eigentlichen Bindungszentrums, sogenannten allosterische Zentren. Die Bindung eines Inhibitors an diese Andockstelle, führt zu einer Veränderung der räumlichen Gestalt des Enzyms (Konformationsänderung). Hierdurch wird das aktive Zentrum und damit das Enzym in seiner Funktion gehemmt (auch das Gegenteil kann eintreten).
Irreversible Hemmung: Bei der irreversiblen Hemmung geht ein Hemmstoff (z.B. ein Enzymgift) eine dauerhafte Bindung mit einem Enzym ein, wodurch das Enzym dauerhaft funktionsunfähig wird. Viele schwermetallhaltige Enyzme (z.B. diejenigen der eisenhaltigen Atmungskette) werden durch Cyanide irreversibel gehemmt.
Allgemeine Information
Die Hemmung und Aktivierung von Enzymen spielt bei der Metabolisierung von Medikamenten eine große Rolle , wodurch Halbwertzeiten, Wirkverstärkungen oder –abschwächungen, Verstärkungen einer UAW (allergische Reaktionen, Toxizitäten) beeinflusst werden. Zahlreiche Arzneimittel (Enzyminhibitoren z.B. Cholinesteraseinhibitoren, Protease-Inibitoren, Protonenpumpemhemmer) beruhen auf dem Prinzip der Enzymhemmung.
Literatur
- Greenlaw CW (1981) Evaluation of a computerized drug interaction screening system. Am J Hosp Pharm 38:517–521
- Roughhead EE, Kalisch LM, Barratt JD et al (2010) Prevalence of potentially hazardous drug interactions amongst Australian veterans. Br J Clin Pharmacol 70:252–257
- Van Roon EN, Flikweert S, le Comte M et al (2006) Clinical relevance of drug-drug interactions. A structured assessment procedure. Drug Saf 28:1131–1139