تثبيط الإنزيمات

خطوات الاستخدام

أدخل قيم السرعة القصوى للإنزيم (Vmax) وثابت ميكايليس-مينتن (Km) ورقم الدوران (kcat) في الحقول المخصصة. تُعبر Vmax عن أقصى سرعة للتفاعل عند تشبع الإنزيم بالركيزة، بينما يمثل Km تركيز الركيزة اللازم للوصول إلى نصف Vmax، ويشير kcat إلى عدد جزيئات الركيزة التي يحولها جزيء إنزيم واحد في الثانية. تأكد من صحة الوحدات (مثال: Vmax بوحدة μmol/min، Km بوحدة mM).

أدخل تركيز المثبط (inhibitorConcentration) بقيمته الرقمية وثابت التثبيط Ki. Ki هو تركيز المثبط اللازم لتثبيط نصف نشاط الإنزيم، ويرتبط بقوة ارتباط المثبط بالإنزيم. كلما صغرت قيمة Ki زادت فعالية المثبط. اختر نوع التثبيط من القائمة: تنافسي (Competitive) أو غير تنافسي (Non-competitive) أو غير تنافسي مختلط (Mixed) أو عديم التنافس (Uncompetitive).

يستخدم النموذج الرياضي لحساب السرعة الأولية للتفاعل (v) في وجود المثبط. للتثبيط التنافسي: v = (Vmax * [S]) / (Km * (1 + [I]/Ki) + [S])، حيث [S] تركيز الركيزة. للتثبيط غير التنافسي: v = (Vmax * [S]) / (Km + [S]) * (1 / (1 + [I]/Ki))، وللتثبيط اللاتنافسي: v = (Vmax * [S]) / (Km + [S] * (1 + [I]/Ki))، وللتثبيط المختلط: v = (Vmax * [S]) / (Km * (1 + [I]/Ki) + [S] * (1 + [I]/Ki')). انقر زر 'احسب' لتحصل على النتيجة.

الأسئلة الشائعة

في التثبيط التنافسي، يتنافس المثبط مع الركيزة على نفس الموقع النشط للإنزيم. يؤدي هذا إلى زيادة Km الظاهرية (لأن الإنزيم بحاجة إلى تركيز أعلى من الركيزة للوصول إلى نصف السرعة القصوى)، بينما تبقى Vmax دون تغيير لأن المثبط يمكن التغلب عليه بتركيز عالٍ من الركيزة. أما في التثبيط غير التنافسي، يرتبط المثبط بموقع مختلف عن الموقع النشط ويغير شكل الإنزيم، مما يقلل من سرعة التفاعل القصوى Vmax الظاهرية دون التأثير على Km. هذا يعني أن المثبط يقلل من عدد الإنزيمات النشطة وظيفياً، ولا يمكن التغلب عليه بزيادة الركيزة. من الناحية الحركية، تظهر معادلة Lineweaver-Burk خطوطاً تتقاطع على محور y في الحالة التنافسية، وعلى محور x في الحالة غير التنافسية.

Ki هو ثابت التثبيط ويعبر عن تركيز المثبط اللازم لربط نصف مواقع الإنزيم النشطة عند عدم وجود ركيزة (أي تحت ظروف توازن). بينما IC50 هو تركيز المثبط الذي يثبط نصف النشاط الإنزيمي تحت ظروف اختبار محددة، تعتمد على تركيز الركيزة ونوع التثبيط. بالنسبة للتثبيط التنافسي، العلاقة بين IC50 و Ki هي: IC50 = Ki * (1 + [S]/Km). أما في التثبيط غير التنافسي، فتكون IC50 = Ki (بشرط أن تكون [S] مساوية لـ Km). لذلك، IC50 قيمة عملية أكثر في الفحوصات المخبرية، بينما Ki ثابت ديناميكي يعبر عن الألفة الحقيقية للمثبط. يستخدم الباحثون كلا القيمتين لتقييم فعالية الأدوية المحتملة.

التثبيط العكسي يرتبط المثبط بالإنزيم بروابط غير تساهمية (روابط هيدروجينية، أيونية، فان دير فالس) ويمكن إزالة المثبط بسهولة عن طريق غسيل أو تخفيف، مما يسمح باستعادة النشاط الإنزيمي. يتضمن ذلك معظم الأدوية مثل الستاتينات (مثبطات HMG-CoA reductase) التي تتبع حركية ميكايليس-مينتن. أما التثبيط غير العكسي فيتضمن ارتباطاً تساهمياً دائمياً، مثل الأسبرين الذي يرتبط بشكل دائم مع COX-1، مما يؤدي إلى فقدان النشاط الإنزيمي إلى أن يتم تصنيع إنزيم جديد. حركياً، التثبيط غير العكسي لا يمكن وصفه بمعادلات النوع المذكور، بل يعتمد على معدل التعطيل. علاجياً، تستخدم المثبطات العكسية غالباً للأمراض المزمنة حيث يمكن تعديل الجرعة، بينما المثبطات غير العكسية تستخدم في الحالات الحادة أو كمضادات حيوية مثل البنسلين الذي يثبط إنزيم transpeptidase بشكل غير عكسي.

في التثبيط التنافسي، تقل فعالية المثبط بزيادة تركيز الركيزة، لأن الركيزة والمثبط يتنافسان على الموقع النشط؛ لذا يمكن التغلب على التثبيط بتركيز عالٍ من الركيزة. في التثبيط غير التنافسي، لا تؤثر زيادة الركيزة على درجة التثبيط لأن المثبط يرتبط بموقع مختلف ولا يتأثر بتركيز الركيزة (تبقى نسبة التثبيط ثابتة تقريباً). في التثبيط اللاتنافسي، تزداد فعالية المثبط مع زيادة تركيز الركيزة لأن المثبط يرتبط فقط بمعقد الإنزيم-ركيزة، لذا كلما زاد [S] زادت فرصة الارتباط. هذا السلوك مهم في تصميم الأدوية: مثبطات التنافسية تفيد عندما يكون تركيز الركيزة منخفضاً (مثل بعض أمراض التمثيل الغذائي)، بينما المثبطات اللاتنافسية أكثر فعالية عندما يكون [S] مرتفعاً.

تثبيط الإنزيمات

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

أمثلة محلولة

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

2إنزيم كيناز بروتيني له Vmax = 200 nmol/min، Km = 0.5 μM، kcat = 50 min^-1. أضف مثبطاً غير تنافسي بتركيز 0.2 μM و Ki = 0.1 μM عند [S] = 1 μM. احسب السرعة الجديدة ونسبة التثبيط.

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة