不競合阻害
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2017/05/12 16:18 UTC 版)
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不競合阻害（ふきょうごうそがい、英: Uncompetitive inhibition）、不競争阻害、不拮抗阻害は、酵素阻害剤が酵素と基質との間で形成される複合体（E-S複合体）にのみ結合する時に起こる。反競合阻害（英: anti-competitive inhibition）としても知られている。
不競合阻害には酵素-基質複合体が形成される必要があるが、非競合阻害は基質が存在しても存在しなくても起こりうる。
機構
このE-S複合体の有効濃度の減少は、ルシャトリエの原理によって酵素の基質に対する見かけの親和性を増加させ（Kmが低下する）、最大酵素活性 (Vmax) を低下させる。不競合阻害は基質濃度が高い時に最も良く機能する。不競合阻害剤は反応の基質と似ている必要はない。
数学的定義
ラインウィーバー＝バーク式はvを開始反応速度、Kmをミカエリス・メンテン定数、Vmaxを最大反応速度、[S] を基質濃度とすると、
![{\displaystyle \ {\frac {1}{v}}={\frac {K_{m}}{V_{max}[S]}}+{1 \over V_{\max }}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a5c859f86379f8cc6915c2d0a44a7f9f11a69440)
である[1]。
不競合阻害剤に対するラインウィーバー＝バークプロットは元々の酵素-基質プロットと平行だが、阻害項の存在によってy切片が大きくなった直線となる。
![{\displaystyle \ {\frac {[I]}{K_{i}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/aa606f9839ee6343a8737702d969a5aba3864cc8)
![{\displaystyle \ {\frac {1}{v}}={\frac {K_{m}}{V_{max}[S]}}+{\frac {1+{\frac {[I]}{K_{i}}}}{V_{max}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/576a696d2a388113a9636ed8cc28a48d0bc42af4)
上式において、[I] は阻害剤の濃度、Kiは阻害剤を特徴付ける阻害定数である[2][3]。
脚注
- ^ Cleland, W. W. (1963). “The kinetics of enzyme-catalyzed reactions with two or more substrates or products. II. Inhibition: nomenclature and theory”. Biochim. Biophys. Acta 67: 173-187. doi:10.1016/0926-6569(63)90226-8. PMID 14021668.
- ^ Rhodes, David. “Enzyme Kinetics - Single Substrate, Uncompetitive Inhibition, Lineweaver-Burk Plot”. Purdue University. 2013年8月31日閲覧。
- ^ Cornish-Bowden A. (1974). “A simple graphical method for determining the inhibition constants of mixed, uncompetitive and non-competitive inhibitors”. Biochem. J. 137 (1): 143-144. PMC 1166095. PMID 4206907.
不競合阻害
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「ミカエリス・メンテン式」の記事における「不競合阻害」の解説
基質と阻害剤が酵素の異なる部位に結合するが、阻害剤は遊離の酵素には結合できず、酵素基質複合体のみに結合できる場合を不競合阻害（不競争阻害、不拮抗阻害とも）という。 反応機構は次の図の通り。 解離定数は、 K s = [ E ] [ S ] [ E S ] {\displaystyle K_{s}={\frac {[\mathrm {E} ][\mathrm {S} ]}{[\mathrm {ES} ]}}} K i = [ E S ] [ I ] [ E S I ] {\displaystyle K_{i}={\frac {[\mathrm {ES} ][\mathrm {I} ]}{[\mathrm {ESI} ]}}} 反応機構の中にある酵素種はE、ES、ESIの3種類なので、全酵素濃度は [ E ] 0 = [ E ] + [ E S ] + [ E S I ] {\displaystyle [\mathrm {E} ]_{0}=[\mathrm {E} ]+[\mathrm {ES} ]+[\mathrm {ESI} ]} この3つの式から連立方程式を作り、[ES] について求めると、 [ E S ] = [ E ] 0 [ S ] K s + ( 1 + [ I ] / K i ) [ S ] {\displaystyle [\mathrm {ES} ]={\frac {[\mathrm {E} ]_{0}[\mathrm {S} ]}{K_{s}+(1+[\mathrm {I} ]/K_{i})[\mathrm {S} ]}}} これを v = k+2 [ES] に代入しパラメーターVmax に変えると、 v = V m a x 1 + [ I ] / K i [ S ] K s 1 + [ I ] / K i + [ S ] {\displaystyle v={\frac {{\frac {V_{\mathrm {max} }}{1+[\mathrm {I} ]/K_{i}}}[\mathrm {S} ]}{{\frac {K_{s}}{1+[I]/K_{i}}}+[\mathrm {S} ]}}}
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