作用机理
作用机制对于进一步定义抑制剂的性质非常重要,以便确定天然底物在生理浓度下如何调节抑制剂的功效,并确定与该机制相关的任何漏洞。潜在的抑制事件包括:
不可逆抑制-抑制剂
不可逆抑制-抑制剂通常通过共价附着结合酶,不可逆地使酶失活。虽然不可逆抑制剂通常是共价的,但非共价抑制剂有时可以很长时间地发挥不可逆抑制剂的作用。
可逆抑制剂
● 可逆抑制可以分解为以下几种:
● 竞争抑制-抑制剂和底物竞争自由酶,但每一个都阻碍了对方的结合,因为这种结合事件通常发生在目标的活性位点(正位位点),正是底物也结合的地方。
● 非竞争性抑制-抑制剂与游离酶和酶-底物复合物结合得同样好。虽然非竞争性抑制通常发生在变构位点,但非竞争性抑制也可以在结合正构位点时发生,通常在活性位点是双底物位点的情况下(酶与一种底物竞争,但与另一种底物不竞争)。
● 非竞争性抑制-抑制剂只能与酶-底物复合物结合,形成无活性的可逆三元复合物。非竞争性抑制是混合抑制的一种特殊情况。
● 混合抑制-抑制剂与酶的结合在自由酶和酶-底物复合物中不同。这种类型的抑制剂可能表现出对一种状态(非竞争性抑制)或另一种状态(竞争性抑制)的更大亲和力。
● 变构抑制-抑制剂结合到靶上的变构位点而不是活性位点,引起靶酶的构象变化,这是抑制所必需的。这些构象变化会影响通常酶-底物活性位点复合物的形成,破坏过渡态的稳定,或降低降低催化活化能的能力。
● 部分抑制-酶-底物-抑制剂相互作用产生的复合物比酶-底物复合物的周转率低。部分活性仍然存在,因为酶-底物-抑制剂复合物的催化中心可能保留一些在底物附近排列和促进催化的能力。
● 紧密结合抑制-最初的酶抑制剂复合物经历异构化形成第二个更紧密的复合物。紧密结合抑制剂倾向于显示非竞争性表型,即使它们可以以竞争性、非竞争性或非竞争性的方式与目标酶结合。因为这可以表现为缓慢增加的酶抑制,这是时间依赖的,传统的Michaelis-Menten动力学将给出一个错误的Ki值。通过分析kon和koff速率常数,可以得到更真实的Ki值。
● 时间依赖性抑制-抑制剂在酶周转的时间尺度上缓慢地与酶结合,这具有减缓观察到的抑制发作的效果。这可能导致催化剂速率常数(kcat)值变慢。
抑制物-靶点动力学
抑制物-靶点动力学,包括kon、停留时间和koff,为化合物的效力和选择性增加了额外的维度。与靶标缓慢解离的化合物在较低浓度时可能具有较长的活性,从而使剂量水平或剂量频率降低。通常停留时间比热力学效力更能与体内活性相关。
靶标易损性
目标脆弱性是观察到效果所需的目标参与的最低水平的函数。高易损性靶标需要较低水平的靶标占用(即较低水平的抑制剂暴露)才能达到预期效果。以细胞为基础的冲洗实验可以通过帮助确定一旦抑制剂从系统中移除,目标接触的表型后果,从而提供对目标脆弱性的深入了解。
生理环境
必须考虑目标的生理环境和目标交战的下游后果。例如,与该途径中的其他酶相比,破坏一种催化代谢途径中限速步骤的酶可能会产生更大的后果。在抗菌或抗癌的背景下,抑制生化途径的最后步骤,高能量/高成本生化产品的下游,可能被证明对目标细胞特别有毒。
时间范围
在设计试验时,应考虑预期表型效应或触发信号事件级联所需的时间范围,以相应地捕获这一时间长度。
补充实验
使用可用的RNAi或突变体的互补实验,在可用时,有助于就生物系统中给定目标的作用建立共识。
适应性
化合物对目标的应用适应性最终取决于它与所研究假设的生物学背景的联系程度,因为在一个生物系统中使用抑制剂不一定能推断出另一个生物系统。一种适合目的的抑制剂既适用于靶标,也适用于更广泛的科学背景。
可得性
该化合物的可用性是广泛的,并且可以获得后续使用的数量。