بازدارنده غیررقابتی

بازدارنده غیررقابتی (الگو:Lang-en) (که لایدلر و بانتینگ ترجیح دادند آن را بازدارندگی ضد رقابتی بنامند، اما این اصطلاح به‌طور گسترده پذیرفته نشده است) نوعی بازدارندگی است که در آن مقادیر ظاهری پارامترهای مایکل-منتن، $V$ و $K_{\mathrm{m}}$، به نسبت یکسان کاهش می‌یابند.

این نوع بازدارندگی با دو مشاهده قابل شناسایی است: اول، نمی‌توان آن را با افزایش غلظت سوبسترا $a$ معکوس کرد؛ و دوم، نمودارهای خطی تأثیراتی روی $V$ و $K_{\mathrm{m}}$ نشان می‌دهند، به‌طوری که، برای مثال، در نمودار لاینویور-بورک به‌صورت خطوط موازی به‌جای خطوط متقاطع ظاهر می‌شوند. گاهی این نوع بازدارندگی با فرض اینکه بازدارنده می‌تواند به کمپلکس آنزیم-سوبسترا متصل شود اما به آنزیم آزاد متصل نشود، توضیح داده می‌شود. این نوع مکانیسم نسبتاً نادر است، و در عمل بازدارندگی غیررقابتی عمدتاً به‌عنوان یک حالت حدی از بازدارندگی در واکنش‌های دوسوبسترایی که غلظت یک سوبسترا تغییر می‌کند و دیگری در سطح اشباع نگه داشته می‌شود، مشاهده می‌شود.

تعریف ریاضی

نمودار لاینویور-بورک بازدارندگی غیررقابتی آنزیم.

در بازدارندگی غیررقابتی، در غلظت بازدارنده $i$، معادله مایکل-منتن به شکل زیر در می‌آید:

$v=\frac{Va}{K_{\mathrm{m}}+a(1+i/K_{\mathrm{i}\mathrm{u}})}$

که در آن: - $v$ نرخ واکنش در غلظت‌های $a$ سوبسترا و $i$ بازدارنده است، $V$ نرخ محدودکننده، $K_{\mathrm{m}}$ ثابت مایکل، و - $K_{\mathrm{i}\mathrm{u}}$ ثابت بازدارندگی غیررقابتی است.

این معادله دقیقاً شکل معادله مایکل-منتن را دارد، همان‌طور که می‌توان آن را با استفاده از ثابت‌های سینتیکی «ظاهری» به صورت زیر نوشت:

$v=\frac{V^{\mathrm{a}\mathrm{p}\mathrm{p}}a}{K_{\mathrm{m}}^{\mathrm{a}\mathrm{p}\mathrm{p}}+a}$

که در آن: - $V^{\mathrm{a}\mathrm{p}\mathrm{p}}=\frac{V}{1+i/K_{\mathrm{i}\mathrm{u}}}$ - $K_{\mathrm{m}}^{\mathrm{a}\mathrm{p}\mathrm{p}}=\frac{K_{\mathrm{m}}}{1+i/K_{\mathrm{i}\mathrm{u}}}$

توجه به این نکته مهم است که $V^{\mathrm{a}\mathrm{p}\mathrm{p}}$ و $K_{\mathrm{m}}^{\mathrm{a}\mathrm{p}\mathrm{p}}$ در نتیجه بازدارندگی به نسبت یکسان کاهش می‌یابند.

این موضوع در مشاهده نمودار لاینویور-بورک بازدارندگی غیررقابتی آنزیم آشکار است: نسبت بین $V$ و $K_{\mathrm{m}}$ با وجود یا بدون وجود بازدارنده یکسان باقی می‌ماند.

این را می‌توان در هر یک از روش‌های رایج رسم داده‌های مایکل-منتن مشاهده کرد، مانند نمودار لاینویور-بورک، که برای بازدارندگی غیررقابتی خطی موازی با نمودار اولیه آنزیم-سوبسترا اما با عرض از مبدأ بالاتر ایجاد می‌کند:

$\frac{1}{v}=\frac{K_{\mathrm{m}}}{Va}+\frac{1+i/K_{\mathrm{i}\mathrm{u}}}{V}$