Enzyminhibitoren

Enzyminhibitoren sind Substanzen, die die Aktivität von Enzymen verringern oder stoppen, indem sie an das Enzym oder an den Enzym-Substrat-Komplex binden. Sie können reversibel oder irreversibel sein und spielen eine zentrale Rolle in der Regulation biochemischer Prozesse, in der Pharmazie sowie in der biochemischen Forschung.

Gängige Hemmmechanismen lassen sich in reversible und irreversible Hemmstoffe unterteilen. Reversible Hemmstoffe binden nicht dauerhaft. Innerhalb der reversiblen Hemmstoffe gibt es die kompetitive Hemmung, bei der der Inhibitor am aktiven Zentrum mit dem Substrat konkurriert; Km erhöht sich, Vmax bleibt unverändert. Nichtkompetitive Hemmung bindet an einer allosterischen Stelle, unabhängig vom Substrat; Vmax sinkt, Km bleibt unverändert. Unkompetitive Hemmung greift bevorzugt den Enzym-Substrat-Komplex an, wodurch sowohl Km als auch Vmax sinken. Gemischte Hemmung beschreibt Inhibitoren, die sowohl an freies Enzym als auch an ES binden können und typischerweise sowohl Km als auch Vmax beeinflussen. Irreversible Hemmstoffe binden kovalent oder extrem fest, sodass die Enzymaktivität dauerhaft verloren geht (Beispiele: Acetylsalicylsäure als irreversibler COX-Hemmer; Penicillin hemmt Transpeptidase irreversibel; Diisopropylfluorphosphat hemmt Cholinesterasen).

Beispiele und Anwendungen: Aspirin wirkt als irreversibler COX-Hemmer; Penicillin-Klassen hemmen die bakterielle Transpeptidase irreversibel; Statine wie Simvastatin sind kompetitive Hemmstoffe der HMG-CoA‑Reduktase. In der Forschung dienen Inhibitoren dazu, Enzymfunktionen zu untersuchen; in der Medizin und Landwirtschaft werden sie als Medikamente oder Pestizide eingesetzt. Messgrößen wie das Ki (Dissoziationskonstante) und das IC50 dienen zur Quantifizierung der Hemmwirkung; der IC50-Wert hängt vom Substratkonzentration ab, während Ki eine intrinsische Affinität beschreibt.